NASA фінансує технології лазерного зв’язку

NASA працює з партнерами з приватної промисловості та малими підприємствами під керівництвом Artemis, щоб створити масштабовані, доступні та вдосконалені системи лазерного зв’язку, які могли б забезпечити більше досліджень і відкриттів за межами Землі на благо всіх.

Лазерний або оптичний зв’язок забезпечує місії з підвищеною швидкістю передачі даних, тобто місії, які використовують лазерну технологію, можуть надсилати та отримувати більше інформації за одну передачу в порівнянні з місіями, які використовують традиційні радіохвилі. Коли космічний корабель використовує лазерний зв’язок для надсилання інформації, інфрачервоне світло пакує дані в щільніші хвилі, щоб наземні станції на Землі могли отримувати більше даних одночасно. Лазерні системи зв’язку можуть забезпечити швидкість передачі даних у 10-100 разів вищу, ніж радіосистеми, які сьогодні використовуються в космічних місіях.

Оскільки наукові інструменти розвиваються для збору даних високої чіткості, місіям знадобляться пришвидшені способи передачі інформації на Землю. Щоб передати повну карту Марса на Землю за допомогою сучасних радіочастотних систем, знадобиться приблизно дев’ять тижнів. З лазерами це займе лише близько дев’яти днів.

Передові лазерні технології

Завдяки співпраці малого бізнесу Програма космічного зв’язку та навігації (SCaN) НАСА профінансувала успішну розробку нової лазерної технології. Розроблений компанією Fibertek Inc. оптичний лазерний термінал Basestation — це чотириканальний лазерний пристрій, який може забезпечити передачу потужного зв’язку на Місяць під час льотних випробувань Artemis II. Артеміс II відправить екіпаж із чотирьох астронавтів у подорож навколо Місяця та безпечно поверне їх назад, прокладаючи шлях для майбутніх довгострокових дослідницьких місій людини на поверхню Місяця та, зрештою, на Марс.

Відома як система оптичного зв’язку Orion Artemis II, демонстрація Artemis II використовуватиме лазерний зв’язок для передачі зображень високої роздільної здатності та відео місячного регіону на дві наземні станції. Однією з двох наземних станцій, розташованих у Центрі космічних польотів NASA Goddard у Грінбелті, штат Меріленд, є недорогий оптичний термінал.

Ілюстрація художника космічного корабля NASA Orion, сріблясто-білого космічного корабля з чотирма сонячними панелями, що летить у космосі. Яскравий червоний промінь світла, що символізує лазерний зв’язок, виходить із корпусу космічного корабля та виходить за межі екрану. Позаду космічного корабля показана затінена поверхня Місяця, заповнена кратерами. Темно-сіра космічна сцена, вкрита тонкими зірками, заповнює фон.

Недорогий оптичний термінал у Центрі космічних польотів імені Годдарда НАСА в Грінбелті, штат Меріленд, використовує комерційне готове або дещо модифіковане обладнання, щоб зменшити витрати на впровадження технології лазерного зв’язку.

Авторство: NASA

У вересні 2023 року технологію Fibertek було інтегровано в недорогу термінальну наземну станцію NASA та успішно протестовано. Недорогий оптичний термінал NASA — це телескоп діаметром близько 27 дюймів, виготовлений здебільшого комерційних готових деталей. Використання комерційних компонентів економічно ефективніше, ніж розробка спеціального обладнання, а також може зробити архітектуру масштабованою для реплікації. Недорогий оптичний термінал слугуватиме шаблоном для майбутніх наземних станцій.

«Лазерний зв’язок, зосереджений на прямих зв’язках із Землею, — це технологія, що розвивається, яка є важливою для NASA для задоволення своїх майбутніх комунікаційних можливостей і навігаційних потреб. Оскільки ми вдосконалюємо будь-яку технологію, створення та підтримка здорового внутрішнього ланцюжка поставок є життєво важливою», – сказав д-р Джейсон Мітчелл, директор відділу передових комунікаційних і навігаційних технологій SCaN у штаб-квартирі NASA у Вашингтоні. «Американські малі підприємства відіграють ключову роль у цьому ланцюжку, і наша взаємодія з Fibertek Inc. є прикладом цього процесу».

Дослідницький центр NASA Glenn у Клівленді та дослідницька програма інновацій малого бізнесу NASA профінансували розробку оптичного лазерного термінала Basestation. Через Американський початковий фонд NASA надає малому бізнесу федеральне фінансування на ранніх стадіях розвитку інноваційних технологій для просування місій агентства.

«Інвестиції NASA в розробку цієї технології є безпрограшними для агентства та Fibertek, а також для будь-яких інших майбутніх системних інтеграторів або розробників, які хочуть використовувати технологію лазерного зв’язку», — сказав Нанг Фам, менеджер проектів SCaN для малого бізнесу. в НАСА Гленн.

У той час як NASA готується відправити людину назад на Місяць вперше за 50 років, нові лазерні технології забезпечать більш ефективні системи лазерного зв’язку, розширюючи знання людства про наш Місяць і про те, що лежить за його межами.