В последнее время для улучшенияКосмическая связь НАСАВ 2023 году НАСА планирует отправить на космическую станцию демонстрацию технологии под названием «Интегрированный пользовательский модем и усилительный терминал на низкой околоземной орбите LCRD» (ILLUMA-T). запущенный в декабре 2021 года, он завершит создание первой двусторонней сквозной лазерной ретрансляционной системы НАСА.
Преимущества лазерных систем связи
Системы лазерной связи используют невидимый инфракрасный свет для отправки и получения информации на гораздо более высоких скоростях передачи данных. В то время как оригинальной радиочастотной системе потребовалось около девяти недель, чтобы отправить полную карту Марса обратно на Землю, при использовании лазеров потребовалось около девяти дней. Таким образом, благодаря более высокой скорости передачи данных миссия сможет отправлять на Землю больше изображений и видео за одну передачу. После установки на космической станции ILLUMA-T продемонстрирует преимущества более высокой скорости передачи данных для миссий на околоземной орбите. Лазерная связь обеспечивает большую гибкость миссии и быстрый способ доступа к данным из космоса. НАСА в настоящее время интегрирует эту технологию в демонстрации околоземного, лунного и дальнего космоса.
Помимо преимуществ более высокой скорости передачи данных, лазерные системы также предлагают ключевые преимущества при проектировании космических кораблей благодаря их меньшему весу и снижению энергопотребления. ILLUMA-T, размером примерно со стандартный холодильник, будет прикреплен к внешнему модулю. на космической станции для демонстраций через LCRD. В настоящее время LCRD демонстрирует преимущества лазерной ретрансляции на геосинхронной орбите (22000 мили от Земли) для дальнейшего совершенствования лазерных возможностей НАСА путем передачи данных и проведения экспериментов между двумя наземными станциями. Как только ILLUMA-T войдет на станцию, терминал будет отправлять данные высокого разрешения, включая изображения и видео, на LCRD со скоростью 1200 мегабит в секунду. Затем данные будут отправлены из LCRD на наземные станции на Гавайях и в Калифорнии. Эта демонстрация покажет, как лазерная связь может принести пользу миссиям ОСЗ.
ILLUMA-T запускается в качестве полезной нагрузки для 29-й миссии SpaceX по коммерческому снабжению НАСА. В течение первых двух недель после запуска ILLUMA-T будет снят с багажника космического корабля Dragon и установлен на японском экспериментальном модуле космической станции (JEM-EF). После установки полезной нагрузки команда ILLUMA-T проведет первоначальные испытания и проверки на орбите. Как только это будет завершено, команда направится к первому источнику света полезной нагрузки – важной вехе миссии, которая передаст первый лазерный свет на LCRD через его оптический телескоп. Как только появится первый свет, начнутся эксперименты по передаче данных и лазерной связи, которые будут продолжаться на протяжении всей запланированной миссии.
Тестирование лазеров в различных сценариях
В будущем оперативная лазерная связь дополнит радиочастотные системы, которые до сих пор используются многими космическими миссиями для передачи данных обратно на Землю. Хотя ILLUMA-T — не первая миссия по испытанию лазерной связи в космосе, она приближает НАСА на один шаг к практическому применению этой технологии.
Помимо LCRD, предшественниками ILLUMA-T являются инфракрасная система доставки TeraByte 2022 года, которая в настоящее время тестирует лазерную связь на небольшом спутнике CubeSat на околоземной орбите, и демонстрационная программа лунной лазерной связи, которая во время исследования лунной атмосферы и пылевой среды 2014 года Миссия Explorer, отправлявшая данные туда и обратно между лунной орбитой и Землей; и оптическая полезная нагрузка Lasercomm Science 2017 года, которая продемонстрировала, как лазерная связь может ускорить поток информации между Землей и космосом по сравнению с радиосигналами.
Тестирование способности лазерной связи обеспечивать более высокую скорость передачи данных в различных сценариях поможет аэрокосмическому сообществу еще больше усовершенствовать возможности будущих миссий на Луну, Марс и в глубокий космос.
