NASA tillkännager: Slutförandet av den längsta distansoptiska kommunikationsdemonstrationen hittills!

National Aeronautics and Space Administration (NASA) meddelade att dess pågående experiment för Deep Space Optical Communications (DSOC) framgångsrikt har lanserat en nära-infraröd laser nästan 16 miljoner kilometer (10 miljoner miles) från Hale-teleskopet vid Palomar-observatoriet i Kalifornien Institute of Technology (Caltech) och kodade testdata.Detta är den längsta demonstrationen av optisk kommunikation hittills, sa NASA!
På den nyligen uppskjutna rymdfarkosten Psyche är DSOC konfigurerad att skicka testdata med hög bandbredd till jorden under sin tvååriga teknikdemonstration när Psyche reser till det stora asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien hanterar både DSOC och Psyke. DSOC och Psyche.
Demonstrationen av optisk kommunikationsteknik (kallad "first-light") möjliggjordes tidigt på morgonen den 14 november efter att dess Flight Laser Transceiver, ett nyckel-nyttolastinstrument på Psyche som kan sända och ta emot nära-infraröda signaler, framgångsrikt låsts på till en kraftfull upplänklaserfyr från Optical Communications Telescope Laboratory i Table Mountain, Kalifornien ljus") lyckades realiseras.
I processen hjälpte upplänksfyren transceivern att rikta nedlänkslasern till Palomar, 130 kilometer (100 miles) söder om Taffelberget, medan automatiserade system på transceivern och markstationerna finjusterade dess pekning.
Trudy Kortes, chef för teknikdemonstrationer vid NASA:s huvudkontor i Washington, DC, kommenterade, "Att uppnå 'FIRST LIGHT' är en av många viktiga milstolpar för DSOC under de kommande månaderna, vilket banar väg för högre datahastigheter som kan skicka vetenskaplig information, hög -definitionsbilder och strömmande videokommunikation, vilket banar vägen för att stödja mänsklighetens nästa gigantiska språng - att skicka människor till Mars."
En ny milstolpe för DSOC
Testdata skickades också samtidigt genom upplänks- och nedlänkslasrar, en process som kallas "stängning av länken", vilket var det primära målet med experimentet. Även om teknikdemonstrationen inte överför Psyche-uppdragsdata, arbetar den nära med Psyche-uppdragssupportteamet för att säkerställa att DSOC-operationer inte stör rymdfarkostens operationer.
Meera Srinivasan, direktör för DSOC-operationer, en del av NASA:s Jet Propulsion Laboratory (JPL), sa: "Tisdagsmorgonens test var första gången som markutrustningen och flygtransceivern var helt integrerade, vilket kräver att DSOC- och Psyches operationsteam arbetar tillsammans . Det var en skrämmande utmaning och vi har fortfarande mycket arbete att göra, men på mycket kort tid kunde vi överföra, ta emot och avkoda en del data."
Före denna prestation behövde projektet undersöka flera andra kritiska noder, från att ta bort skyddshöljet på den flygande lasersändtagaren till att slå på instrumentet. Samtidigt genomgår rymdfarkosten Psyche sina egna kontroller, inklusive att driva sitt framdrivningssystem och testa de instrument som kommer att användas för vetenskapliga ändamål när den når Psyche-asteroiden 2028.
Första ljuset, första bitsöverföringen
DSOC-teamet kommer nu att arbeta med att förbättra systemet som styr pekningen av transceiverns uppströms och nedströms lasrar. När det väl har lyckats kan projektet börja demonstrera hur högbandbreddsdataöverföringar från transceivern till Palomar kan upprätthållas hela tiden på olika avstånd från jorden.
Datan kodas som bitar i laserns fotoner (kvantpartiklar av ljus). Efter att en speciell uppsättning supraledande högeffektiva detektorer detekterat fotonerna, används nya signalbehandlingstekniker för att extrahera data från de individuella fotoner som når Hale-teleskopet.
DSOC-experimentet är utformat för att demonstrera dataöverföringshastigheter 10 till 100 gånger högre än toppmoderna radiofrekvenssystem som för närvarande används på rymdfarkoster. Både radio- och nära-infraröd laserkommunikation använder elektromagnetiska vågor för att överföra data, men nära-infrarött ljus packar data i snävare vågor, vilket gör att markstationer kan ta emot mer data. Detta kommer att hjälpa framtida mänskliga och robotiserade utforskningsuppdrag och stödja vetenskapliga instrument med högre upplösning.
Optik öppnar för oändliga möjligheter för rymdkommunikation
Jason Mitchell, chef för Advanced Communications and Navigation Technologies Division av NASA:s Space Communications and Navigation (SCaN) program, sa: "Optisk kommunikation är en välsignelse för forskare och forskare som alltid letar efter att få ut mer av sina rymduppdrag, och det kommer att göra mänsklig utforskning av rymden möjlig. Mer data betyder att fler upptäckter kommer att göras."
Medan optisk kommunikation har demonstrerats i omloppsbana nära jorden och på månen, är DSOC den första som testas i rymden. Som att använda en laserpekare för att spåra en slant som rör sig en mil bort, kräver att rikta en laserstråle miljontals mil bort extremt exakt "pekning".
Abi Biswas, teknisk specialist för JPL:s DSOC-program, kommenterade: "Att uppnå "första ljuset" är en enorm prestation. Marksystemet detekterade framgångsrikt djupa rymdlaserfotoner från DSOC-flygtransceivern på Psyche. Vi kunde också skicka en del data, vilket betyder att vi kunde utbyta "ljus" djupt i rymden."