Der NASA ist es mit ihrer Psyche-Mission gelungen, eine optische Kommunikation per Laser herzustellen in der beispiellosen Entfernung von 226 Millionen Kilometerndas Eineinhalbfache der Entfernung zwischen Erde und Sonne.
Er Experiment zur optischen Kommunikation im Weltraum interagierte zum ersten Mal mit dem Kommunikationssystem der Raumsonde Psyche und übermittelte technische Daten zur Erde.
Während das mit mehreren Asteroiden fliegende Raumschiff zum Senden von Daten nicht auf optische Kommunikation angewiesen ist, Die neue Technologie hat sich bewährt. Nach der Interaktion mit dem Hochfrequenzsender von Psyche sendete die Laserkommunikationsdemonstration eine Kopie technischer Daten aus mehr als 226 Millionen Kilometern, dem Anderthalbfachen der Entfernung zwischen Erde und Sonne.
Dieser Erfolg bietet Einblicke in das Wie Raumschiffe könnten in Zukunft optische Kommunikation nutzenDies ermöglicht die Kommunikation komplexer wissenschaftlicher Informationen mit höheren Datenraten sowie hochauflösende Bilder und Videos zur Unterstützung des nächsten großen Sprungs der Menschheit: die Entsendung von Menschen zum Mars.
„Wir haben während eines Vorbeiflugs am 8. April etwa zehn Minuten doppelter Daten vom Raumschiff getrennt“, sagte Meera Srinivasan, Projektleiterin am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, in einer Erklärung. „Bis dahin hatten wir Test- und Diagnosedaten über unsere Downlinks von Psyche gesendet. Dies stellt einen wichtigen Meilenstein für das Projekt dar, da es zeigt, wie optische Kommunikation funktionieren kann.“ mit dem Hochfrequenzkommunikationssystem eines Raumfahrzeugs interagieren“.
Die Laserkommunikationstechnologie in dieser Demonstration ist Entwickelt, um Daten aus dem Weltraum mit 10- bis 100-mal höherer Geschwindigkeit zu übertragen als die Hochfrequenzsysteme der nächsten Generation, die heute von Weltraummissionen verwendet werden.
Nach ihrem Start am 13. Oktober 2023 startete die Raumsonde bleibt während der Reise zum Asteroidengürtel in gutem Zustand zwischen Mars und Jupiter, um den Asteroiden Psyche zu besuchen.
Die Demonstration der optischen Kommunikation der NASA hat gezeigt, dass dies möglich ist Testdaten mit einer maximalen Geschwindigkeit von 267 Megabit pro Sekunde übertragen (Mbps) vom Nahinfrarot-Downlink-Laser des Fluglaser-Transceivers, eine Bitrate, die mit der Download-Geschwindigkeit von Breitband-Internet vergleichbar ist.
Das wurde am 11. Dezember 2023 erreicht, als das Experiment ein 15 Sekunden langes Ultra-High-Definition-Video aus einer Entfernung von 31 Millionen Kilometern oder etwa dem 80-fachen der Erde-Mond-Entfernung zur Erde übertrug. Das Video wurde zusammen mit anderen Testdaten, darunter digitale Versionen des Psyche Inspired-Kunstwerks der Arizona State University, vor dem Start von Psyche im vergangenen Jahr in den Fluglaser-Transceiver geladen.
Jetzt, da die Raumsonde mehr als siebenmal weiter entfernt ist, beträgt die Geschwindigkeit die Kapazität zum Senden und Empfangen von Daten wird reduziert, wie erwartet. Während des Tests am 8. April übermittelte das Raumschiff Testdaten mit einer Höchstgeschwindigkeit von 25 Mbit/s und übertraf damit das Ziel des Projekts, zu zeigen, dass es möglich war, in dieser Entfernung mindestens 1 Mbit/s zu erreichen, bei weitem.
Auch das Projektteam befahl dem Transceiver, die von Psyche erzeugten Daten optisch zu übertragen. Während Psyche Daten über seinen Hochfrequenzkanal an das Deep Space Network (DSN) der NASA übermittelte, übermittelte das optische Kommunikationssystem gleichzeitig einen Teil derselben Daten an das Hale-Teleskop am Palomar-Observatorium des Caltech in San Diego, Kalifornien, dem Hauptstandort der Technologiedemonstration Downlink-Bodenstation.
Dieses Experiment übermittelte Testdaten sowie digitale Fotos von Haustieren an Psyche und umgekehrt. auf einer Hin- und Rückfahrt von 450 Millionen Kilometern. Außerdem wurden große Mengen technischer Daten aus der technischen Demonstration heruntergeladen, um die Eigenschaften der optischen Kommunikationsverbindung zu untersuchen.
