«Психея» на связи: установлен абсолютный рекорд дальности оптической передачи данных в космосе

НАСА успешно обеспечило сеанс оптической связи в глубоком космосе (DSOC), который позволил передать данные с помощью лазера на расстояние около 16 000 000 километров. Таким образом зафиксирован абсолютный рекорд дальности лазерной связи за всю историю земных технологий.


DSOC является новейшей технологией, которая развернута на космическом корабле НАСА «Психея». Корабль направляется к поясу астероидов между Юпитером и Марсом. Проект разработан Лабораторией реактивного движения НАСА (JPL) в Южной Калифорнии.

14 ноября эксперимент получил первый значимый результат. Лазерный трансивер на борту космолета «Психея» успешно принял сигнал из Лаборатории телескопов оптической связи Стоуни Брау в Калифорнии. Это было сделано в тесном сотрудничестве с командой «Психеи».


— Труди Кортес, директор по демонстрациям технологий Управления космическими технологиями в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне.

Одной из основных целей эксперимента DSOC было установление канала связи. Это означало одновременную передачу данных по лазерам восходящей и нисходящей связи. DSOC не передавал данные, связанные с миссией «Психея», но работал в согласовании с командой поддержки миссии, чтобы не мешать работе космического корабля.

Прежде чем достичь этого результата, DSOC выполнил ряд важных заданий, включая запуск летного лазерного трансивера и тестирование различных узлов космического корабля. Корабль при этом параллельно проходил собственные испытания: включение двигателей и тестирование инструментов для изучения астероида «Психея» в 2028 году.

Добившись успеха в соединении команда инженеров DSOC теперь фокусируется на улучшении системы наведения лазера на трансивер в режиме нисходящего потока передачи данных. Это позволит демонстрировать передачу данных с повышенной пропускной способностью от трансивера к телескопу Хейла в Обсерватории Маунтин Паломар на разном удалении от Земли. Для трансфера данных используются фотоны лазера, которые регистрируются с помощью высокоэффективной сверхпроводящей детекторной матрицы. Это позволяет получать с телескопа данные с большой точностью.

Главная цель, ради которой создавался проект DSOC является демонстрация передачи данных со скоростью, превышающей пропускную способность современных радиочастотных систем, используемых на космических кораблях в 10-100 раз. При этом оптическая связь обеспечивает более компактную упаковку данных, что позволяет получать больше информации на Земле. Это достижение будет полезно для будущих исследовательских миссий и научных инструментов с повышенным разрешением.

Оптическая связь ранее уже была успешно реализована на низкой околоземной орбите и даже между Землей и Луной, однако DSOC это первый опыт применения этой технологии в глубоком космосе. Для достижения этой задачи требовалось точное позиционирование лазерного луча на огромные расстояния.

Кроме того, эксперимент должен учитывать время, которое требуется свету для прохождения от космического корабля до Земли на таких расстояниях. В самой удаленной точке фотонам DSOC в ближнем инфракрасном диапазоне требуется около 20 минут, чтобы достичь Земли. В связи с этим было необходимо настроить лазеры нисходящей и восходящей линий связи для учета изменяющихся положений как космического корабля, так и Земли.

Эксперимент DSOC является частью усилий НАСА по развитию оптической связи. Проект финансируется программой «Демонстрационные миссии технологий» (TDM) Управления космических технологий НАСА и программой SCaN Управления космических операций агентства.