НАСА продемонстрирует лазерную связь с космической станции
Aug 29, 2023 11:46
НАСА использует Международную космическую станцию - космический корабль размером с футбольное поле, вращающийся вокруг Земли, - чтобы узнать больше о жизни и работе в космосе. Более 20 лет космическая станция предоставляла уникальную платформу для исследований в таких областях, как биология, технологии, сельское хозяйство и многое другое. Она служит домом для астронавтов, проводящих эксперименты, в том числе по расширению возможностей космической связи НАСА.
Изображение баннера: Полезная нагрузка ILLUMA-T НАСА в чистой комнате Годдарда. Полезная нагрузка будет установлена на Международной космической станции и продемонстрирует более высокие скорости передачи данных с помощью демонстрационного реле лазерной связи НАСА. Автор: Деннис Генри
В 2023 году НАСА отправляет на космическую станцию демонстрацию технологии, известной как Интегрированный пользовательский модем LCRD на низкой околоземной орбите и терминал усилителя (ILLUMA-T). Вместе ILLUMA-T и Laser Communications Relay Demonstration (LCRD), которые были запущены в декабре 2021 года, завершат первую двустороннюю сквозную систему лазерной ретрансляции НАСА. [Spoiler (click to open)]
Оптический модуль ILLUMA-T, закрытый белым защитным чехлом. Крупный план оптического модуля ILLUMA-T, покрытого защитной пленкой. Титры: НАСА / Деннис Генри С помощью ILLUMA-T программный офис НАСА по космической связи и навигации (SCaN) продемонстрирует мощь лазерной связи с космической станции. Используя невидимый инфракрасный свет, системы лазерной связи отправляют и получают информацию с более высокими скоростями передачи данных. С более высокими скоростями передачи данных миссии могут отправлять больше изображений и видео обратно на Землю за одну передачу. После установки на космической станции ILLUMA-T продемонстрирует преимущества более высоких скоростей передачи данных, которые могут иметь миссии на низкой околоземной орбите.
“Лазерная связь обеспечивает миссиям большую гибкость и ускоренный способ получения данных из космоса”, - сказал Бадри Юнес, бывший заместитель помощника администратора программы сканирования НАСА. “Мы внедряем эту технологию в демонстрациях вблизи Земли, на Луне и в глубоком космосе”.
В дополнение к более высокой скорости передачи данных лазерные системы легче и потребляют меньше энергии - ключевое преимущество при проектировании космических аппаратов. ILLUMA-T размером примерно со стандартный холодильник и будет прикреплен к внешнему модулю на космической станции для проведения демонстрации с помощью LCRD.
В настоящее время LCRD демонстрирует преимущества лазерного ретранслятора на геостационарной орбите - в 22 000 милях от Земли - путем передачи данных между двумя наземными станциями и проведения экспериментов для дальнейшего совершенствования лазерных возможностей НАСА.
“Как только ILLUMA-T окажется на космической станции, терминал будет отправлять данные высокого разрешения, включая фотографии и видео, в LCRD со скоростью 1,2 гигабита в секунду”, - сказал Мэтт Магсамен, заместитель руководителя проекта ILLUMA-T. “Затем данные будут отправлены с LCRD на наземные станции на Гавайях и в Калифорнии. Эта демонстрация покажет, как лазерная связь может принести пользу миссиям на низкой околоземной орбите”.
ILLUMA-T запускается в качестве полезной нагрузки в рамках 29-й коммерческой миссии SpaceX по снабжению для НАСА. В первые две недели после запуска ILLUMA-T будет извлечен из багажника космического корабля Dragon для установки на японском экспериментальном модуле-экспонируемом объекте станции (JEM-EF), также известном как “Кибо”, что в переводе с японского означает “надежда”.
Дорожная карта НАСА по лазерной связи. Это изображение включает миссию LLCD 2013 года, миссию LCRD 2021 года, миссию TBIRD 2022 года, миссию DSOC 2023 года, миссию ILLUMA-T 2023 года и миссию O2O 2024 года.
Дорожная карта НАСА по лазерной связи: демонстрация возможностей лазерной связи в многочисленных миссиях в различных космических режимах. Фото: НАСА / Дейв Райан После установки полезной нагрузки команда ILLUMA-T проведет предварительные испытания и проверки на орбите. После завершения команда совершит проход для первого луча полезной нагрузки - критической вехи, когда миссия передает свой первый луч лазерного излучения через оптический телескоп на LCRD.
Как только будет достигнут 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 сегодня используются большинством космических миссий для отправки данных домой. ILLUMA-T - не первая миссия по испытанию лазерной связи в космосе, но она приближает НАСА к оперативному внедрению технологии.
Помимо ЛКРД, ILLUMA-Т предшественников включают в 2022 терабайт инфракрасные системы доставки, которая является в настоящее время тестирования лазерной связи на малых спутник на низкой околоземной орбите; в лунной лазерной связи демонстрация, в которой передаются данные и с лунной орбиты на Землю и обратно в течение лунной атмосферы и пыли по окружающей среде проводника миссию в 2014 году, а в 2017 году - оптической полезной нагрузки для Lasercomm науки, которая показала, насколько лазерной связи могут ускорить обмен информацией между Землей и космосом по сравнению с радио сигналами.
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 дальний космос.
Команда ILLUMA-T перед полезной нагрузкой в чистой комнате Годдарда. Команда Goddard ILLUMA-T перед полезной нагрузкой в чистом помещении. Титры: НАСА / Деннис Генри Полезной нагрузкой ILLUMA-T управляет Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Среди партнеров - офис программы Международной космической станции в Космическом центре имени Джонсона НАСА в Хьюстоне и Лаборатория Линкольна Массачусетского технологического института. ILLUMA-T финансируется программой космической связи и навигации (SCaN) в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне.