Система зв’язку TBIRD забезпечує найшвидший лазерний зв’язок із космосу

У травні 2022 року корисне навантаження TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) на борту невеликого супутника CubeSat було виведено на орбіту на висоту 300 миль над поверхнею Землі. Відтоді TBIRD доставляє терабайти даних із рекордною швидкістю до 100 гігабітів на секунду — у 100 разів швидше, ніж найшвидший Інтернет у більшості міст — через оптичне з’єднання на наземний приймач у Каліфорнії.

Ця швидкість передачі даних більш ніж у 1000 разів вища, ніж у радіочастотних каналів зв’язку, які традиційно використовуються для супутникового зв’язку, і є найвищою, коли-небудь досягнутою за допомогою лазерного зв’язку з космосу на землю. І всі ці рекордні швидкості стали можливими завдяки комунікаційному корисному навантаженню розміром приблизно з коробку серветок.

У 2014 році лабораторія Лінкольна Массачусетського технологічного інституту запропонувала місію TBIRD як засіб надання безпрецедентних можливостей для наукових місій за низьку вартість. Сьогодні наукові прилади в космосі регулярно генерують більше даних, ніж можна повернути на Землю через типові канали зв’язку космос-земля. Маючи невеликі недорогі космічні та наземні термінали, TBIRD може дозволити вченим з усього світу повністю використовувати переваги лазерного зв’язку для передачі всіх даних, про які вони могли мріяти.

Розроблений і створений у лабораторії Лінкольна, комунікаційний пристрій TBIRD був інтегрований у CubeSat, виготовлений компанією Terran Orbital, у рамках програми NASA Pathfinder Technology Demonstrator. Дослідницький центр Еймса НАСА створив цю програму для розробки автобуса CubeSat («автомобіля», який живить і керує корисним навантаженням) для швидшого та дешевшого виведення на орбіту науково-технічних демонстраторів.

CubeSat вагою приблизно 25 фунтів і розміром з два ящики з зерновими в купу, був запущений на низьку навколоземну орбіту (LEO) на борту місії Space X Transporter-5 зі станції Space Force на мисі Канаверал у Флориді в травні 2022 року. Оптична наземна станція розташований у Столовій горі, Каліфорнія, де більшість погодних умов спостерігається під вершиною гори, що робить цю частину неба відносно чистою для лазерного зв’язку. Ця наземна станція використовує однометровий телескоп і адаптивну оптику (для виправлення спотворень, спричинених атмосферною турбулентністю) у Лабораторії телескопів оптичного зв’язку Лабораторії реактивного руху НАСА, а Лабораторія Лінкольна надає спеціальне обладнання для наземного зв’язку TBIRD.

«Ми продемонстрували вищу швидкість передачі даних, ніж будь-коли раніше, у меншому пакеті, ніж будь-коли раніше», — каже Джейд Ван, менеджер програми лабораторії з корисного навантаження та наземного зв’язку TBIRD і помічник керівника групи оптичних і квантових комунікаційних технологій. «Хоча надсилання даних із космосу за допомогою лазерів може здатися футуристичним, та сама технічна концепція стоїть за волоконно-оптичним Інтернетом, який ми використовуємо щодня. Різниця полягає в тому, що лазерні передачі відбуваються у відкритій атмосфері, а не в закритих волокнах».