رکوردشکنی فضاپیمای Psyche ناسا در انتقال داده از عمق فضا

01

از 04

سیگنال درخشان فضاپیمای Psyche

فضاپیمای Psyche که در حال حاضر در سفر به کمربند اصلی سیارک ها بین مریخ و مشتری است، به نسخه نمایشی ارتباطات نوری عمق فضا مجهز شده است که توسط دانشمندان آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در جنوب کالیفرنیا توسعه یافته است.

در حالی که سیستم ارتباطی اصلی فضاپیما به فرکانس رادیویی متکی است، نسخه نمایشی ارتباطات نوری پتانسیل خود را به عنوان یک تغییر دهنده بازی در ارتباطات عمق فضا نشان داده است.

02

از 04

انقلابی در ارتباطات از عمق فضا

در تاریخ ۸ آوریل، نسخه نمایشی ارتباطات نوری با موفقیت یک کپی از داده های مهندسی را از فاصله بیش از ۱۴۰ میلیون مایل (۲۲۶ میلیون کیلومتر) دورتر، مسافتی معادل ۱.۵ برابر فاصله بین زمین و خورشید، مخابره کرد.

میرا سرینیواسان، سرپرست عملیات پروژه در JPL با شور و شعف گفت:

«ما حدود ۱۰ دقیقه از داده های تکراری فضاپیما را در طی عبور از هشتم آوریل دریافت کردیم. تا آن زمان، ما فقط داده های آزمایشی و تشخیصی را در ارتباطات پایین خود از Psyche ارسال می کردیم.»

او خاطرنشان کرد

: «این دستاورد یک نقطه عطف قابل توجه برای پروژه است که نشان می دهد ارتباطات نوری چگونه می تواند با سیستم ارتباطات فرکانس رادیویی یک فضاپیما ارتباط برقرار کند.»

03

از 04

سرعت انتقال داده رکوردشکن

فناوری ارتباطات لیزری که در این نسخه نمایشی به کار رفته است، برای ارسال پیام از عمق فضا با سرعتی ۱۰ تا ۱۰۰ برابر سریعتر از سیستم های فرکانس رادیویی پیشرفته فعلی که توسط مأموریت های عمق فضا استفاده می شود، طراحی شده است.

در ۱۱ دسامبر ۲۰۲۳، این آزمایش به حداکثر سرعت انتقال داده ۲۶۷ مگابیت بر ثانیه (Mbps) از لیزر پایین‌لینک مادون قرمز فرستنده لیزر نوری رسید که قابل مقایسه با سرعت دانلود اینترنت پهن باند است.

این نتیجه زمانی به دست آمد که فضاپیما یک ویدیوی ۱۵ ثانیه ای با کیفیت فوق العاده بالا را از فاصله ۱۹ میلیون مایلی (۳۱ میلیون کیلومتری یا حدود ۸۰ برابر فاصله زمین و ماه) به زمین تاباند.

فضاپیمای Psyche  در حال دور شدن از زمین است. انتظار می‌رود هرچه بیشتر دور شود، سرعت انتقال داده کاهش یابد. با این حال، در آزمایش هشتم آوریل، فضاپیما داده‌های آزمایشی را با حداکثر سرعت ۲۵ مگابیت بر ثانیه ارسال کرد که بسیار فراتر از هدف پروژه برای اثبات امکان‌پذیری حداقل ۱ مگابیت بر ثانیه در آن فاصله بود.

کن اندروز، سرپرست عملیات پرواز پروژه در JPL، توضیح داد:

«پس از دریافت داده‌ها از DSN و پالومار، داده‌های پایین‌لینک نوری را در JPL تأیید کردیم. این حجم کمی از داده بود که در مدت زمان کوتاهی پایین‌لینک شد، اما این واقعیت که اکنون این کار را انجام می‌دهیم فراتر از تمام انتظارات ما بوده است.»

این دموی ارتباطات نوری نه تنها توانایی خود را برای انتقال داده‌های از پیش بارگذاری‌شده ثابت کرده است، بلکه قابلیت دریافت داده از لیزر پرقدرت آپ‌لینک در تأسیسات Table Mountain ناسا در JPL را نیز نشان داده است.

در یک «آزمایش چرخشی» اخیر، پروژه داده‌های آزمایشی و عکس‌های دیجیتال حیوانات خانگی را به Psyche  و دوباره به زمین ارسال کرد و مسافتی رفت و برگشت تا ۲۸۰ میلیون مایل (۴۵۰ میلیون کیلومتر) را پوشش داد.

رایان روگالین، سرپرست بخش الکترونیک گیرنده پروژه در JPL، با تاکید بر تجربه یادگیری، گفت: «ما چیزهای زیادی در مورد اینکه تا چه حد می‌توانیم سیستم را در شرایط آسمان صاف فشار دهیم، آموخته‌ایم، اگرچه گاهی اوقات توفان‌ها باعث ایجاد اختلال در عملیات در Table Mountain و Palomar شده است.»

04

از 04

آینده برای ارتباطات فضایی عمیق درخشان به نظر می رسد

به طور خلاصه، موفقیت نمایش فناوری ارتباطات نوری عمق فضا ناسا (DSOC) در فضاپیمای Psyche ، گام مهمی در آینده ارتباطات فضایی عمیق است.

این فناوری با امکان‌سازی ارتباطات با سرعت داده بالاتر از اطلاعات علمی پیچیده، تصاویر با کیفیت بالا و ویدیو، نقش مهمی در حمایت از جهش بزرگ بعدی بشر: فرستادن انسان به مریخ ایفا خواهد کرد.

همانطور که فضاپیمای Psyche  به سفر خود در منظومه شمسی ادامه می دهد، نمایش ارتباطات نوری بدون شک همچنان به شکستن رکوردها و جابجایی مرزهای آنچه در ارتباطات فضایی عمیق امکان پذیر است، ادامه خواهد داد.

این دستاورد، در عین حال که درهای جدیدی را برای کاوش‌های فضایی و اکتشافات علمی آینده باز می‌کند، نشان‌دهنده نبوغ و فداکاری دانشمندان و مهندسان درگیر است.