Космічний апарат «Психея» зміг обмінятися даними з наземними телескопами за допомогою лазерного сигналу з відстані 16 мільйонів кілометрів. Це найбільша відстань, на якій поки вдалося встановити сеанс зв’язку оптичним каналом.
У рамках експериментального проєкту оптичного зв’язку в глибокому космосі DSOC (Deep Space Optical Communications), реалізацією якого займається NASA, лазерний промінь із тестовими даними на довжині хвилі ближнього інфрачервоного діапазону з борту космічного апарата «Психея» вдалося направити на телескоп Хейла в Паломарській обсерваторії Каліфорнійського технологічного інституту. У рамках того ж сеансу зв’язку апарат отримав сигнал із даними від передавача на Землі. Відстань передачі становить 16 мільйонів кілометрів, або в 40 разів більша за середню відстань від Землі до Місяця.
Запуск космічного зонда «Психея» відбувся 13 жовтня 2023 року. Це перший із серії наукових проєктів NASA, у якому для виведення в космос корисного навантаження використовують ракети Falcon Heavy компанії SpaceX.
На сьогодні зв’язок із космічними кораблями, що знаходяться далі, ніж орбіта Місяця, виконується за допомогою радіохвиль. Передавання сигналів в інфрачервоному діапазоні дало б змогу збільшити пропускну спроможність каналів зв’язку в 10-100 разів шляхом більш щільного «пакування» даних. Оскільки інфрачервоні хвилі мають значно меншу довжину хвилі та більшу частоту, у такому пакеті можна закодувати й передати відчутно більшу кількість інформації за одиницю часу. У майбутньому це має стати вирішальним фактором для підготовки пілотованих і безпілотних космічних проєктів та підтримки наукових інструментів високої роздільності.
Підписуйтесь на Mediasat у Telegram: тут найцікавіші новини ТБ та телекому
Можливості оптичного зв’язку вже вдалося продемонструвати на відстанях навколоземної та місячної орбіти. DSOC – перший такий експеримент у глибокому космосі. Основне завдання при цьому – забезпечити точне наведення лазерного «зайчика» на обсерваторію. Через значні відстані потрібно врахувати й зміщення космічного корабля та приймача на Землі за час проходження сигналу. Так, на максимальному передбачуваному видаленні сигнал буде йти близько 20 хвилин, а під час перших випробувань каналу зв’язку 14 листопада цей час становив 50 секунд. Навіть у цьому разі приймач і передавач істотно перемістилися (нагадаємо, що швидкість руху Землі орбітою приблизно 30 км/сек). Тому лазери, що приймають і передають сигнал, мають відповідно компенсувати цей зсув під час розрахунку наведення.
Поки що на Землі немає спеціальної інфраструктури для зв’язку з космосом оптичним каналом. Тому для експерименту DSOC пристосували два наземні телескопи. Перший – це телескоп Гейла Паломарської обсерваторії в Каліфорнії, який використовується для приймання сигналу. Другий інструмент розташовується в обсерваторії Тейбл-Маунтін на відстані 130 кілометрів (Optical Communications Telescope Laboratory). Він служить передавачем лазерного сигналу та одночасно маяком, який дає змогу приладу на зонді точно навестися на ціль на Землі.
Під час першого сеансу приймач «Психеї» спіймав лазерний сигнал від цього передавача-маяка і відправив відповідне повідомлення на приймач у Паломарській обсерваторії. Поки що передача реальних наукових даних за допомогою лазера не планується, і мета проєкту – демонстрація технології оптичного зв’язку в глибокому космосі. Передбачається, що експериментальний оптичний канал зможе передавати дані зі швидкістю до 264 Мбіт/сек на відстані до 390 мільйонів кілометрів. Це приблизно у два з половиною рази більше за відстань від Землі до Сонця. Експеримент триватиме протягом перших двох років шестирічної подорожі «Психеї» до поясу астероїдів.
Раніше ми повідомляли, що в NASA тестують лазерну систему, яка дозволить в 10 разів збільшити швидкість обміну даними між МКС та Землею.
