Стремясь сделать высокоскоростную связь для полетов в дальний космос практической реальностью, НАСА тестирует гигантскую гибридную параболическую антенну, способную обрабатывать как радио-, так и лазерные сигналы на сотни миллионов миль космоса.
Одним из ярких моментов миссии НАСА «Психея» к одноименному астероиду является ее устройство Deep Space Optical Communications (DSOC), которое представляет собой лазерный приемопередатчик, способный отправлять и принимать лазерные сигналы, что позволяет осуществлять связь во много раз быстрее, чем обычные радиосистемы. .
На данный момент он добился некоторых замечательных успехов с момента запуска роботизированного зонда 13 октября 2024 года. В ноябре DSOC успешно передал данные с расстояния 10 миллионов миль (16 миллионов км), что в 40 раз превышает расстояние от Земли до Земли. Луна.
Экспериментальная гибридная радиолазерная антенна ГолдстоунаNASA/JPL-Caltech
Единственная проблема заключается в том, что связь между Землей и Психией осуществлялась посредством испытательной установки, сфальсифицированной присяжными. DSOC был нацелен на телескоп Хейла в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института в округе Сан-Диего, Калифорния, с помощью лазерного маяка, передаваемого из Лаборатории телескопов оптической связи на объекте Тейбл-Маунтин Лаборатории реактивного движения недалеко от Райтвуда, Калифорния.
Это очень простой способ описания очень сложной системы, которая требовала всевозможных автоматизированных средств, а также способности предсказывать положение и захватывать космический корабль, который находился так далеко, что сигналу требовалось 20 секунд, чтобы преодолеть это расстояние. Это также означало объединение двух очень дорогих астрономических обсерваторий, где исследователи должны планировать время на годы вперед.
НАСА предпочло бы что-то более специализированное и постоянное, поэтому космическое агентство работает над отдельным проектом. на гибридной антенне, которая может быть включена в три станции сети дальнего космоса, расположенные в Голдстоуне, Калифорния; Мадрид, Испания; и Канберра, Австралия.
Лазерная собирающая антеннаНАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт
Тестовая версия представляет собой 34-метровую (112 футов) радиочастотно-оптически-гибридную антенну под названием Deep Space Station 13 в Комплексе дальней космической связи Голдстоун недалеко от Барстоу, Калифорния. Для испытания гигантская тарелка была модифицирована семью сверхточными сегментированными зеркалами, эквивалентными телескопу с апертурой 3,3 фута (1 м). Он улавливает лазерный луч из космоса и фокусирует его на приемнике в виде камеры с высокой экспозицией, прикрепленной к субрефлектору антенны, подвешенному над центром тарелки. Затем сигнал передается по оптическому волокну на полупроводниковый нанопроволочный детектор одиночных фотонов с криогенным охлаждением, чтобы повысить его до считываемого уровня.
По данным НАСА, антенна смогла поддерживать связь с Психеей, а в конце прошлого года она смогла установить нисходящую связь со скоростью 15,63 Мбит/с, что примерно в 40 раз превышает скорость радиосвязи, на расстоянии 20 миллионов миль (32 миллиона км). Он также смог одновременно принимать радиосигнал зонда.
Есть надежда, что гибридная антенна сможет поддерживать контакт с Психеей на расстоянии, эквивалентном расстоянию Марса в его самой дальней точке от Земли, или 232 миллиона миль (374 миллиона км). Следующим шагом будет увеличение массива оптических зеркал до эквивалента 26-футового (8-метрового) телескопа, а затем модернизация некоторых из 14 антенн, составляющих DSN, для сбора как высокоскоростных лазерных сигналов, так и низкочастотных сигналов. скорость радиотрафика.
«На протяжении десятилетий мы добавляли новые радиочастоты к гигантским антеннам DSN, расположенным по всему миру, поэтому наиболее реальным следующим шагом является включение оптических частот», — сказала Барзия Тегерани, специалист по связям с общественностью. заместитель менеджера по наземным системам и менеджер по поставке гибридной антенны в Лаборатории реактивного движения (JPL). «У нас может быть один актив, который будет выполнять две задачи одновременно: превращать наши пути сообщения в автомагистрали и экономить время, деньги и ресурсы».
