A NASA nemrég egy kulcsfontosságú technológiát mutatott be, amely segíthet a World Wide Web galaxis-szerte való kiterjesztésében. Ezt a technológiát lézeres üzenetküldés formájában demonstrálták, majdnem 16 millió kilométeres, azaz 10 millió mérföldes távolságon át.
Ez körülbelül 40-szer távolabb van, mint a Föld és a Hold közötti távolság, és ez az első alkalom, hogy optikai kommunikációt küldtek ilyen messzire.
Hagyományosan rádióhullámokat használunk a távoli űrhajókkal való kommunikációra, de a fény magasabb frekvenciái, mint például a közel infravörös, nagyobb sávszélességet és így jelentős adatátviteli sebesség-növekedést kínálnak.
Ha nagy felbontású videóüzeneteket szeretnénk küldeni a Marson lévő egységeknek és onnan vissza jelentős késedelem nélkül, akkor ez a technológia szükséges.
Ez a teszt a NASA Mélyűr Optikai Kommunikációs (Deep Space Optical Communications, DSOC) kísérletének része, és a kommunikációs kapcsolat sikeres létrehozását ‘első fénynek’ nevezik.
A lézeres technológia illusztrációja: az űreszköz és a távcső kapcsolatának ábrázolása. (NASA Jet Propulsion Laboratory)
„Az első fény elérése a DSOC számos kritikus mérföldkövének egyike a következő hónapokban, amely előkészíti az utat a nagyobb adatátviteli sebességre képes kommunikáció felé, amely képes tudományos információk, nagy felbontású képek és streaming videó küldésére az emberiség következő óriási ugrásának támogatására,” mondja Trudy Kortes, aki a NASA Technológiai Demonstrációs Osztályának igazgatója.
Mindenki hasonló technológiát használ az optikai szálak beépítésével a földalapú, nagy sebességű kommunikációhoz, de itt ezt a technológiát a mélyűrön keresztül történő használatra adaptálták, hogy javítsák a meglévő módszereket az információk Földre való visszaküldésében.
Az infravörös fény használata miatt a mérnökök könnyen továbbíthatják annak hullámait lézer formájában. Ez nem gyorsítja fel a fény mozgását, de rendet teremt és szűk csatornába szorítja a fény sugarát. Ez sokkal kevesebb energiát igényel, mint a rádióhullámok szórása, és nehezebben is lehet lehallgatni.
Ez azonban nem jelenti azt, hogy ez egy egyszerű feladat. Az adatbiteket a lézer által kibocsátott fotonokban kódolják, ami számos nehéz eszközt igényel – beleértve egy szupravezető, nagy hatékonyságú detektor tömböt – az információk előkészítéséhez a továbbításhoz és a másik végén történő dekódoláshoz.
Egy másik kihívás a rendszer valós idejű helyzetbeállítási konfigurációjának adaptálása. Ebben a legutóbbi tesztben a lézerfotonok körülbelül 50 másodperc alatt jutottak el az űreszköztől a távcsőig, miközben mindkettő az űrben száguld.
A kapcsolatot létesítő lézeradó-vevő a Psyche űreszközön található, amely egy két éves technológiai demonstrációs küldetésen van, az Mars és Jupiter közötti aszteroidaöv felé tartva. Kapcsolatot létesített a kaliforniai Palomar Obszervatórium Hale Távcsövével.
A Psyche űreszköz a laboratóriumban: A Psyche űreszköz a lézeradó-vevővel, arany fedéllel látható. (NASA/Ben Smegelsky)
A Psyche a Mars mellett fog elhaladni, így a teszteket folytatni fogják ennek az innovatív közel infravörös lézer kommunikációs módszernek a finomítására és javítására, biztosítva, hogy olyan gyors és megbízható legyen, amennyire szükséges.
„Ez formidábilis kihívás volt, és még sok munkánk van hátra, de rövid ideig sikerült adatokat továbbítani, fogadni és dekódolni,” mondja Meera Srinivasan, a DSOC műveletek vezetője a NASA Jet Propulsion Laboratory-nél.
További információkat a DSOC-ról itt olvashat.