Le comunicazioni nello spazio profondo della NASA ottengono una spinta laser

Il ricetrasmettitore di volo Deep Space Optical Communications (DSOC) si trova all'interno di un grande parasole a forma di tubo e di un telescopio sulla navicella spaziale Psyche, come visto qui all'interno di una stanza pulita al JPL. Una foto precedente, nel riquadro, mostra il gruppo del ricetrasmettitore prima che fosse integrato nella navicella spaziale.

Il telescopio Hale presso l'Osservatorio Palomar del Caltech nella contea di San Diego, in California, riceverà il downlink dei dati ad alta velocità dal ricetrasmettitore di volo DSOC. Il telescopio è dotato di un nuovo rilevatore superconduttore in grado di cronometrare l'arrivo di singoli fotoni dallo spazio profondo.

L'agenzia sta testando tecnologie nello spazio e a terra che potrebbero aumentare la larghezza di banda per trasmettere dati scientifici più complessi e persino trasmettere video da Marte.

Il progetto Deep Space Optical Communications (DSOC) della NASA, che verrà lanciato questo autunno, metterà alla prova come i laser potrebbero accelerare la trasmissione dei dati ben oltre la capacità degli attuali sistemi di radiofrequenza utilizzati nello spazio. Quella che è conosciuta come una dimostrazione tecnologica, DSOC potrebbe aprire la strada alle comunicazioni a banda larga che aiuteranno a sostenere il prossimo passo da gigante dell'umanità: quando la NASA invierà gli astronauti su Marte.

Il ricetrasmettitore laser nel vicino infrarosso DSOC (un dispositivo in grado di inviare e ricevere dati) sarà “sulle spalle” della missione Psyche della NASA quando verrà lanciata verso un asteroide ricco di metalli con lo stesso nome in ottobre. Durante i primi due anni del viaggio, il ricetrasmettitore comunicherà con due stazioni di terra nel sud della California, testando rilevatori altamente sensibili, potenti trasmettitori laser e nuovi metodi per decodificare i segnali che il ricetrasmettitore invia dallo spazio profondo.

La NASA si concentra sulla comunicazione laser, o ottica, per via del suo potenziale di superare la larghezza di banda delle onde radio, su cui l'agenzia spaziale fa affidamento per più di mezzo secolo. Sia le comunicazioni radio che quelle laser nel vicino infrarosso utilizzano onde elettromagnetiche per trasmettere dati, ma la luce nel vicino infrarosso racchiude i dati in onde significativamente più strette, consentendo alle stazioni di terra di ricevere più dati contemporaneamente.

"DSOC è stato progettato per dimostrare da 10 a 100 volte la capacità di restituzione dei dati dei sistemi radio all'avanguardia utilizzati oggi nello spazio", ha affermato Abi Biswas, tecnologo del progetto DSOC presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. “Le comunicazioni laser ad alta larghezza di banda per l’orbita vicino alla Terra e per i satelliti in orbita lunare sono state dimostrate, ma lo spazio profondo presenta nuove sfide”.

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Ci sono più missioni che mai dirette verso lo spazio profondo e promettono di produrre esponenzialmente più dati rispetto alle missioni passate sotto forma di misurazioni scientifiche complesse, immagini ad alta definizione e video. Quindi esperimenti come DSOC svolgeranno un ruolo cruciale nell’aiutare la NASA a far avanzare le tecnologie che potranno essere utilizzate di routine dai veicoli spaziali e dai sistemi di terra in futuro.

"DSOC rappresenta la fase successiva dei piani della NASA per lo sviluppo di tecnologie di comunicazione rivoluzionarie e migliorate che abbiano la capacità di aumentare la trasmissione di dati dallo spazio, il che è fondamentale per le ambizioni future dell'agenzia", ​​ha affermato Trudy Kortes, direttore del programma Technology Demonstrations Missions (TDM). presso la sede della NASA a Washington. "Siamo entusiasti di avere l'opportunità di testare questa tecnologia durante il volo di Psiche."

Il ricetrasmettitore che viaggia su Psiche presenta diverse nuove tecnologie, tra cui una fotocamera per il conteggio dei fotoni mai volata prima collegata a un telescopio con apertura da 8,6 pollici (22 centimetri) che sporge dal lato della navicella spaziale. Il ricetrasmettitore scansionerà e si “bloccherà” autonomamente sul collegamento laser ad alta potenza nel vicino infrarosso trasmesso dall'Optical Communication Telescope Laboratory presso la Table Mountain Facility del JPL vicino a Wrightwood, in California. L'uplink laser dimostrerà anche l'invio di comandi al ricetrasmettitore.

"Il potente laser uplink è una parte fondamentale di questa demo tecnologica per garantire velocità più elevate ai veicoli spaziali, e gli aggiornamenti ai nostri sistemi di terra consentiranno le comunicazioni ottiche per le future missioni nello spazio profondo", ha affermato Jason Mitchell, dirigente del programma Space Communications and Navigation (SCaN) della NASA. ) programma presso la sede della NASA.