Агентство НАСА достигло очередного прогресса в развитии технологии DSOC (Deep Space Optical Communications) в рамках демонстрационного эксперимента: с Земли был успешно передан сигнал на зонд Psyche, находящийся на максимальном удалении от нашей планеты между Марсом и Землей – приблизительно на 460 миллионов километров.
Данное достижение было зафиксировано 29 июля 2024 года, однако НАСА сообщило о нем лишь 3 октября. В ведомстве отметили, что этим завершился первый этап демонстрации DSOC на борту аппарата Psyche, начиная с момента его запуска 13 октября 2023 года.
Разработка лазерной системы связи – это существенный успех, поскольку она предполагает необходимость очень точной настройки. При этом команда, осуществлявшая операции, не могла с уверенностью определить, как изменится эффективность при увеличении дальности.
«Проверенные методы отслеживания и наведения свидетельствуют о том, что оптическая связь может служить надежным инструментом для изучения Солнечной системы », — пояснила Мера Шринивасан, руководитель проекта, работающая в Лаборатории реактивного движения.
Эксперимент DSOC
Эксперимент Deep Space Optical Communications, осуществляемый JPL, включает в себя лазерный передатчик и две наземные станции:
- Телескоп Хейла, расположенный в обсерватории Паломар в Сан-Диего, штат Калифорния, имеет диаметр 5 метров и используется в качестве станции приема данных, передаваемых лазерным передатчиком из отдаленных космических регионов.
- На объекте JPL в Столовой горе, недалеко от Райтвуда, Калифорния, располагается лаборатория оптических телескопов связи. Эта лаборатория выполняет функции станции восходящей связи, обеспечивая передачу данных посредством лазера мощностью 7 киловатт на передатчик.
Значительно увеличенная скорость передачи данных
Информация, собранная в процессе демонстрации технологии, передается на зонд Psyche и возвращается в виде битов, закодированных в ближнем инфракрасном свете, чья частота превышает радиоволн. Благодаря такой частоте в одной передаче можно разместить больший объем информации, что значительно увеличивает скорость передачи данных.
При самом близком сближении, когда зонд Psyche находился на расстоянии примерно в 53 миллиона километров (что сопоставимо с минимальным расстоянием между Марсом и Землей), демонстрация технологии позволяла передавать данные на скорости до 267 мегабит/с, что соответствует скорости загрузки в широкополосном интернете. Как и предполагалось, с увеличением удаленности от Земли скорость передачи и приема данных снижалась.
24 июня 2024 года, находясь на удалении приблизительно в 390 миллионов километров от Земли – расстоянии, превышающем в два с половиной раза расстояние от нашей планеты до Солнца – зонд Psyche показал среднюю скорость передачи данных 6,25 мегабит/с, а максимальная скорость достигла 8,3 мегабит/с.
Несмотря на то, что данная скорость существенно уступает максимальной, зафиксированной в ходе эксперимента, она превосходит показатели радиосистемы связи аналогичной мощности на таком же удалении.
Демонстрационные испытания DSOC
Основная задача DSOC заключается в том, чтобы показать технологию, которая позволяет осуществлять передачу данных на большей скорости, чем это обеспечивают другие системы космической связи, например, радиочастотные.
Основная задача системы заключалась в подтверждении обратной пропорциональности между скоростью передачи данных и расстоянием. Эта цель была достигнута. В ходе первого этапа демонстрации, который завершился 29 июля, посредством лазерных сигналов передано приблизительно 11 терабит информации.
В данный момент полетный передатчик находится в состоянии отключения и будет активирован 4 ноября. Следующее испытание призвано подтвердить работоспособность полетной аппаратуры в течение как минимум год.
По данным наблюдений, зонд Psyche находится в стабильном состоянии и не имеет повреждений. Он продолжает движение к астероиду 16-Psyche, богатому металлами и находящемуся в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером.