NASA передало лазерне повідомлення на Землю з відстані 10 мільйонів кілометрів

Зрештою, ми захочемо розширити Всесвітню павутину на всю галактику, і НАСА нещодавно продемонструвало ключову технологію, яка може допомогти в цьому, передаючи повідомлення за допомогою лазера на відстань майже 16 мільйонів кілометрів (10 мільйонів миль).

Це приблизно в 40 разів далі, ніж Місяць від Землі, і це досягнення, досягнуте в листопаді 2023 року, стало першим випадком, коли оптичний зв’язок був переданий на таку відстань.

Традиційно ми використовуємо радіохвилі для зв’язку з віддаленими космічними апаратами, але вищі частоти світла, такі як ближній інфрачервоний діапазон, пропонують збільшення пропускної здатності, а отже, величезний приріст швидкості передачі даних.

Якщо ми зрештою зможемо надсилати відеоповідомлення високої чіткості на Марс і з Марса без значної затримки, то це крок до необхідних нам технологій. Випробування було частиною експерименту НАСА з оптичного зв’язку в далекому космосі (DSOC), і успішне встановлення зв’язку відоме як «перше світло».

«Досягнення першого світла є однією з багатьох важливих віх DSOC в найближчі місяці, що прокладає шлях до більш високих швидкостей передачі даних, здатних передавати наукову інформацію, зображення високої чіткості і потокове відео на підтримку наступного гігантського стрибка людства», — сказала тоді Труді Кортес, директор з демонстрації технологій в штаб-квартирі NASA.

Ми всі покладаємося на подібну технологію, вбудовану в оптичні волокна для наземного високошвидкісного зв’язку, але тут вона була адаптована для використання в глибокому космосі, щоб покращити існуючі методи передачі інформації на Землю.

Оскільки це інфрачервоне світло, інженери можуть легко передавати його хвилі у лазерній формі. Це не прискорює рух світла, але впорядковує і обмежує його промінь до вузького каналу. Це вимагає набагато менше енергії, ніж розсіювання радіохвиль, і його важче перехопити.

Це не означає, що це просте завдання. Біти даних кодуються у фотонах, випромінюваних лазером, що вимагає низки надпотужних приладів, включно з надпровідною високоефективною матрицею детекторів, для підготовки інформації до передачі та її трансляції на іншому кінці.

Інший виклик полягає в тому, щоб система адаптувала свою конфігурацію позиціонування в реальному часі. Під час останнього випробування лазерним фотонам знадобилося близько 50 секунд, щоб дістатися від космічного апарату до телескопа, причому обидва апарати мчали крізь космос, поки це відбувалося.

Лазерний приймач, який встановив зв’язок, знаходиться на борту космічного апарату «Психея», що виконує багаторічну місію, прямуючи до поясу астероїдів між Марсом і Юпітером. Він встановив зв’язок з телескопом Хейла в Паломарській обсерваторії в Каліфорнії.

Планується, що Psyche здійснить проліт навколо Марса, тож випробування продовжуватимуться, щоб удосконалити і покращити цей інноваційний метод зв’язку в ближньому інфрачервоному діапазоні і переконатися, що він буде настільки швидким і надійним, наскільки це необхідно.

«Це був величезний виклик, і у нас попереду ще багато роботи, але за короткий час ми змогли передати, отримати і розшифрувати деякі дані», — сказала Міра Шрінівасан, керівник операцій DSOC в Лабораторії реактивного руху NASA.