Von der Erde ins Jenseits: Die Weltraumlaserübertragung der NASA trifft die Erde aus einer Entfernung von 225 Millionen Kilometern

Das NASA-Experiment „Deep Space Optical Communications“ ist ein gewaltiger Schritt in der Weltraumkommunikation und hat einen bedeutenden Meilenstein erreicht: Es ist nun mit dem Kommunikationssystem der Raumsonde Psyche verbunden.

Obwohl sie auf Hochfrequenzübertragung angewiesen ist, stellte diese hochmoderne optische Technologie ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis, indem sie technische Daten über eine erstaunliche Entfernung von über 225 Millionen Kilometern übermittelte.

Aber was bedeutet das konkret? Dieser Durchbruch verdeutlicht nicht nur das Potenzial der optischen Kommunikation, sondern weist auch auf eine Zukunft hin, in der die Datenübertragung im Weltraum schneller und vielseitiger sein könnte.

Laserkommunikationstechnik

Psyche der NASA: Solaranlagen für den Start verstaut Meera Srinivasan, Betriebsleiterin des Projekts am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, erläuterte die Bedeutung dieser Leistung. Sie erwähnte, dass das Projekt etwa 10 Minuten duplizierter Raumfahrzeugdaten erfolgreich übertragen habe, was einen bedeutenden Meilenstein bei der Demonstration der Integration optischer Kommunikation in das Hochfrequenzkommunikationssystem eines Raumfahrzeugs darstelle.

Die in dieser Demo vorgestellte Laserkommunikationstechnologie ist darauf ausgelegt, Daten aus dem Weltraum deutlich schneller zu übertragen als aktuelle Hochfrequenzsysteme. Trotz des Starts im Oktober 2023 bleibt die Raumsonde Psyche gesund und stabil auf ihrer Reise zum Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, wo sie den Asteroiden Psyche erkunden wird.

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Testdaten bei 267 Mbit/s

Eine der bemerkenswertesten Errungenschaften der Demonstration der optischen Kommunikation war die Fähigkeit, Testdaten mit einer maximalen Rate von 267 Megabit pro Sekunde (Mbps) vom Nahinfrarot-Downlink-Laser des Fluglaser-Transceivers zu übertragen. Diese Leistung, die mit der Download-Geschwindigkeit von Breitband-Internet vergleichbar ist, wurde am 11. Dezember 2023 erreicht, als das Experiment ein 15 Sekunden langes Ultra-High-Definition-Video aus einer Entfernung von 19 Millionen Meilen zur Erde strahlte.

Trotz der zunehmenden Entfernung der Raumsonde, die inzwischen mehr als siebenmal weiter entfernt ist, übermittelte sie weiterhin Daten mit beeindruckenden Geschwindigkeiten. Während eines Tests am 8. April übertrug die Raumsonde Testdaten mit einer maximalen Geschwindigkeit von 25 Mbit/s und übertraf damit das ursprüngliche Ziel des Projekts bei weitem. Das Projekt demonstrierte die gleichzeitige optische Übertragung von Daten, während Psyche Daten über seinen Hochfrequenzkanal an das Deep Space Network (DSN) der NASA übermittelte.

Doppelte Übertragung

Diese Doppelübertragung zeigte die Vielseitigkeit und das Potenzial der optischen Kommunikation bei zukünftigen Weltraummissionen. Ken Andrews, Leiter des Flugbetriebs des Projekts am JPL, sagte, dass zwar nur eine kleine Datenmenge über einen kurzen Zeitraum übertragen wurde, die Tatsache, dass dies erreicht wurde, jedoch alle Erwartungen übertraf. Das Projekt führte außerdem Experimente durch, um die Leistungsfähigkeit des optischen Kommunikationssystems unter verschiedenen Bedingungen zu testen. Trotz gelegentlicher wetterbedingter Unterbrechungen zeigte das Projekt die Fähigkeit, Daten auch bei widrigen Wetterbedingungen zu senden und zu empfangen.

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Nach dem Start von Psyche wurde die optische Kommunikationsdemo zunächst zum Downlink vorinstallierter Daten verwendet, darunter das Katzenvideo von Taters. Seitdem hat das Projekt bewiesen, dass der Transceiver Daten vom Hochleistungs-Uplink-Laser am JPL-Standort Table Mountain in der Nähe von Wrightwood, Kalifornien, empfangen kann. Daten können sogar noch in derselben Nacht an den Transceiver gesendet und dann zur Erde zurückgesendet werden, wie das Projekt kürzlich in einem „Turnaround-Experiment“ vorsah. Bei diesem Experiment wurden Testdaten – sowie digitale Haustierfotos – an Psyche und wieder zurück weitergeleitet. eine Hin- und Rückfahrt von bis zu 450 Millionen Kilometern.

Rohit

Standort: Washington DC, Vereinigte Staaten von Amerika (USA)