Когда в октябре зонд НАСА «Психея» отправится к металлическому астероиду на расстоянии 497 млн км от Земли, на нем будет установлена новая система лазерной связи, которая обещает революционизировать полеты в дальний космос.
<р>Человечество совершило замечательные скачки с начала космической эры, посетив каждую планету в нашей Солнечной системе и даже отправив автоматические космические корабли в межзвездное пространство, но эти замечательные миссии все еще сдерживаются радиосвязью, которая все еще была заблокирована в 1960-х годах.<р>Полагаясь на старомодные радиосистемы X-диапазона, пилотируемые и роботизированные миссии страдают от пропускной способности и скорости передачи, которые смехотворно малы и медленны. Отправка одного изображения высокого разрешения с орбитального аппарата NASA Mars Reconnaissance Orbiter может занять полтора часа, а загрузка данных облета Плутона космическим кораблем New Horizons заняла 16 дней.
В свете этого НАСА экспериментировали с использованием лазеров, чтобы не только создать гораздо более быструю прямую связь между космическими миссиями и Землей, но и освободить антенны сети дальнего космоса (DSN) для более важных задач, чем рутинная связь.
Последним из этих экспериментов является проект НАСА Deep Space Optical Communications (DSOC), который включает установку лазерного приемопередатчика ближнего инфракрасного диапазона на борту космического корабля Psyche. Цель демонстрации — не только увидеть, как система работает на расстоянии сотен миллионов миль, но и изучить, как оптимизировать работу двух наземных станций в Южной Калифорнии и компенсировать мешающие силы.
Обсерватория на горе Паломар, Калифорнийский технологический институт
Во время работы DSOC увеличит поток данных в 10–100 раз благодаря телескопу с апертурой 8,6 дюйма (22 см), оснащенному никогда ранее не использовавшейся камерой для подсчета фотонов, а также подсистемой для автономного сканирования. и захватите мощный ближний инфракрасный лазерный восходящий канал, передаваемый Лабораторией оптического коммуникационного телескопа на объекте Столовой горы Лаборатории реактивного движения недалеко от Райтвуда, Калифорния. Затем DSOC может найти Паломарскую обсерваторию в округе Сан-Диего, Калифорния, которая находится примерно в 100 милях (130 км) к югу от Столовой горы и действует как канал связи. Кроме того, новая система распорок будет гасить вибрации космического корабля, чтобы лазер оставался зафиксированным на удаленной цели.
Между тем, телескоп Хейла в Паломаре будет использовать блок детектора одиночных фотонов со сверхпроводящей нанопроволокой с криогенным охлаждением, который, как следует из названия, может обнаруживать один фотон лазера. Из-за огромного расстояния, которое проходит лазер, оба конца системы должны компенсировать изменение положения Земли и Психеи в течение десятков минут, необходимых для прохождения сигнала между ними.
«DSOC представляет собой следующий этап планов НАСА по разработке революционных усовершенствованных коммуникационных технологий, способных увеличить передачу данных из космоса, что имеет решающее значение для будущих амбиций агентства», — сказала Труди Кортес, директор миссий по демонстрации технологий (TDM). ) программа НАСА. «Мы очень рады возможности протестировать эту технологию во время полета Psyche».
