Лазерный эксперимент НАСА DSOC передал технические данные с расстояния 226 миллионов километров
На борту космического аппарата NASA "Психея", который движется к астероиду Психея в Главном астероидном поясе, установлена технология демонстрации DSOC (Deep Space Optical Communications). Этот эксперимент направлен на тестирование лазерной связи в условиях дальнего космоса, включая обмен данными с Марсом.
В интервале между ноябрем и декабрем 2023 года DSOC успешно осуществил передачу закодированных сигналов, включая тестовые данные и видео, на Землю с дистанций 16 и 31 миллион километров. В апреле следующего года NASA объявило об успешной передаче технических данных миссии на Землю 8 апреля, в ходе которой система взаимодействовала с коммуникационной системой "Психеи". Сигнал был отправлен с расстояния 226 миллионов километров, что примерно вдвое меньше расстояния от Земли до Солнца, и с скоростью, значительно превосходящей проектные показатели.
С момента запуска "Психеи", DSOC первоначально занималась передачей данных, заранее загруженных в лазерный трансивер. Позже было продемонстрировано, что трансивер способен принимать данные от мощного лазера на объекте JPL Table Mountain рядом с Райтвудом, Калифорния, и в ту же ночь передавать их обратно на Землю.
Лазерная связь в рамках этого проекта предназначена для передачи данных со скоростью, которая в 10-100 раз выше скорости традиционных радиочастотных систем, используемых в современных космических миссиях.
В декабре 2023 года DSOC транслировал 15-секундное видео сверхвысокой четкости с дистанции 31 миллион километров, достигнув максимальной скорости передачи данных в 267 мегабит в секунду через нисходящий канал ближнего инфракрасного диапазона — скорость сопоставима с загрузкой в широкополосном Интернете.
Однако, поскольку аппарат теперь находится в семь раз дальше, его способность отправлять и получать данные снизилась, что ожидалось. Во время теста 8 апреля "Психея" передавала тестовые данные с максимальной скоростью 25 Мбит/с, что значительно выше целевой скорости в 1 Мбит/с.
В ходе тестов этого дня команда проекта также направила команду лазерному трансиверу на передачу данных, сгенерированных "Психеей". В то время как устройство передавало данные через свой радиочастотный канал в сеть NASA Deep Space Network, оптическая система одновременно передавала часть данных на телескоп Хейла в Паломарской обсерватории в Сан-Диего.
Кен Эндрюс, руководитель операций по проекту в JPL, подчеркнул, что хотя это была передача малого объема данных за короткое время, достигнутые результаты превзошли все ожидания.
Главным вызовом для операций по передаче данных является погода: в отличие от радиочастотной связи, которая может функционировать при большинстве погодных условий, оптическая связь требует относительно ясного неба для высокоскоростной передачи данных.
Недавно JPL провела эксперимент, включающий использование Паломарской обсерватории, экспериментальной оптической радиочастотной антенны в комплексе глубокой космической связи DSN в Голдстоуне, Калифорния, и детектора на горе Столовая для одновременного приема одного и того же сигнала. Эта стратегия использования нескольких станций на Земле, имитирующих большой приемник, может помочь усилить сигнал из глубокого космоса и обеспечить его прием даже при неблагоприятных погодных условиях.