Новая «гибридная антенна» НАСА улучшает связь с дальним космосом

НАСА оснастило свою устаревшую сеть связи гибридной антенной, которая позволила ей впервые принимать как радиочастотные, так и лазерные сигналы, помогая космическому агентству справляться с растущим числом миссий, путешествующих в глубоком космосе.

Космическая станция 13, экспериментальная радиочастотно-оптическая гибридная антенна длиной 112 футов (34 метра), отслеживала и декодировала сигнал от лазерного приемопередатчика с золотым колпачком, прикрепленного к астероидному зонду НАСА «Психея», как недавно объявило космическое агентство. . Эксперимент Deep Space Optical Communication (DSOC), запущенный на борту космического корабля Psyche 13 октября 2023 года, стал первой демонстрацией лазерной или оптической связи даже с Марса.

1 января 2024 года гибридная антенна передала фотографию команды, которая была загружена в DSOC перед запуском Psyche. «Наша гибридная антенна смогла успешно и надежно захватить и отслеживать нисходящий канал DSOC вскоре после запуска технической демонстрации», — заявила в своем заявлении Эми Смит, заместитель менеджера DSN в Лаборатории реактивного движения (JPL). «Он также получил радиочастотный сигнал Психеи, поэтому мы впервые продемонстрировали синхронную радио- и оптическую связь в дальнем космосе».

Антенна является частью сети дальнего космоса НАСА (DSN), массива гигантских радиоантенн, разбросанных по разным частям мира, которые космическое агентство использовало для ретрансляции связи во время своих миссий в дальний космос в течение последних 60 лет. Сеть состоит из 14 тарелок, распределенных по трем объектам связи в дальнем космосе в Голдстоуне в калифорнийской пустыне Мохаве, еще одному недалеко от Мадрида, Испания, и третьему около Канберры, Австралия. Недавний эксперимент проходил на калифорнийском объекте.

Надежная сеть связи изо всех сил пытается удовлетворить спрос, поскольку НАСА запускает все больше миссий в глубокий космос. Недавний отчет Управления генерального инспектора НАСА показал, что спрос на DSN иногда превышает предложение на целых 40%. Оснастив радиоантенны экспериментальными гибридными возможностями, НАСА надеется передавать больше данных с большей скоростью, а также помочь DSN удовлетворить высокий спрос.

В конце 2023 года гибридная антенна передала данные на расстоянии 20 миллионов миль (32 миллиона километров) со скоростью 15,63 мегабит в секунду. По данным НАСА, это примерно в 40 раз быстрее, чем радиочастотная связь на таком расстоянии.

Такое резкое увеличение скорости передачи данных позволяет передавать более подробную информацию из миссий в дальний космос, улучшая наше понимание Солнечной системы. Это также открывает путь к более эффективному общению с будущими исследованиями космоса, что потенциально революционизирует то, как мы исследуем и изучаем нашу Вселенную. Более того, лазерная связь может передавать данные со значительно более высокой скоростью, обеспечивая быструю передачу изображений с высоким разрешением и обширных научных данных из далеких космических миссий.

Станция глубокого космоса 13 имеет семь сверхточных сегментированных зеркал (похожих на шестиугольные зеркала телескопа Уэбб), прикрепленных к внутренней части ее изогнутой поверхности. Каждое зеркало отражает лазерные фотоны и перенаправляет их в камеру с высокой экспозицией, прикрепленную к субрефлектору антенны, расположенному над центром гигантской тарелки DSN. Лазерный сигнал, собранный камерой, затем передается по оптическому волокну, которое поступает в криогенно охлаждаемый полупроводниковый детектор одиночных фотонов на основе нанопроводов, который действует как наземная станция нисходящей линии связи.

«Мы используем систему зеркал, точных датчиков и камер для активного выравнивания и направления лазера из глубокого космоса в волокно, достигающее детектора», — сказала Барзия Техрани, заместитель менеджера наземных систем связи и менеджер по доставке гибридной антенны в JPL. заявление.

Команда хочет протестировать гибридную антенну на расстоянии, эквивалентном расстоянию между Землей и Марсом в самой дальней точке (или в два с половиной раза больше расстояния между Солнцем и Землей). В июне космический корабль «Психея» достигнет этого расстояния, и его бортовой лазерный приемопередатчик будет готов передать сигнал на антенну.

В декабре 2023 года DSOC транслировал 15-секундное видео, на котором рыжий полосатый кот по кличке Тейтерс гоняется за лазерной указкой вверх и вниз по дивану, находясь на расстоянии 19 миллионов миль от Земли. Трудно превзойти это, но посмотрим, что лазерный трансивер готовит нам дальше.

Смотрите также

2024-02-12 20:15