NASA testuje hybridnú anténu pre laserovú a rádiovú vesmírnu komunikáciu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 14. 2. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Aby sa vysokorýchlostná komunikácia s misiami do hlbokého vesmíru stala praktickou realitou, NASA testuje obrovskú hybridnú anténu, ktorá je schopná spracovať rádiové aj laserové signály naprieč stovkami miliónov kilometrov vesmíru.
Jedným z vrcholov misie NASA Psyche k rovnomennému asteroidu je jednotka Deep Space Optical Communications (DSOC), čo je laserový vysielač s prijímačom schopným vysielať a prijímať laserové signály. To umožňuje komunikáciu mnohonásobne rýchlejšie ako bežné rádiové systémy. Doteraz zaznamenala niekoľko pozoruhodných úspechov od vypustenia robotickej sondy 13. októbra 2023 V novembri DSOC úspešne preniesla údaje zo vzdialenosti 16 miliónov kilometrov, čo je 40-násobok vzdialenosti od Zeme na Mesiac.
Jediným problémom je, že spojenie medzi Zemou a sondou Psyche bolo prostredníctvom testovacieho nastavenia. Jednotka DSOC bola nasmerovaná na Haleov teleskop v Observatóriu Palomar v San Diego County v Kalifornii, pomocou laserového majáku vysielaného z Optical Communications Telescope Laboratory v JPL Table Mountain Facility neďaleko Wrightwoodu v Kalifornii.
Veľmi zložitý systém si vyžadoval všetky druhy automatizovaných pomôcok, ako aj schopnosť predpovedať polohu a zamerať sa na kozmickú loď, ktorá bola tak ďaleko, že signál prekonal vzdialenosť 20 sekúnd. Znamenalo to tiež spojiť dve veľmi drahé astronomické observatóriá, kde si výskumníci musia naplánovať čas roky dopredu.
NASA by uprednostnila niečo viac dedikované a trvalé, takže v samostatnom projekte vesmírna agentúra pracuje na hybridnej anténe, ktorú možno začleniť do troch staníc siete Deep Space Network v Goldstone v Kalifornii, v Madride v Španielsku a Canberre v Austrálii.
Testovacou verziou je 34 metrová vysokofrekvenčno-opticko-hybridná anténa s názvom Deep Space Station 13 v Goldstone Deep Space Communications Complex neďaleko Barstowu v Kalifornii. Pre test bola obrovská parabola upravená siedmimi ultra presnými segmentovanými zrkadlami ekvivalentnými 1-metrovému teleskopu s apertúrou. To zachytí laserový lúč z vesmíru a zaostrí ho na prijímač vo forme kamery s vysokou expozíciou pripojenej k subreflektoru antény zavesenému nad stredom paraboly. Signál je potom odoslaný optickým vláknom do kryogénne chladeného polovodičového nanodrôtového jednofotónového detektora, aby sa zvýšil na čitateľnú úroveň.
Podľa NASA bola anténa schopná udržiavať kontakt so sondou Psyche a koncom minulého roka bola schopná vytvoriť spojenie 15,63 Mbit/s alebo približne 40-násobok rýchlosti rádia na vzdialenosť 32 miliónov kilometrov. Bola tiež schopná súčasne prijímať rádiový signál sondy.
Inžinieri dúfajú, že hybridná anténa bude schopná udržiavať kontakt s Psyche vo vzdialenosti ekvivalentnej vzdialenosti Marsu v jeho najvzdialenejšom bode od Zeme alebo 374 miliónov kilometrov. Ďalším krokom bude zväčšenie poľa optických zrkadiel na ekvivalent 8-metrového teleskopu a neskoršia modernizácia niektorých zo 14 parabol, ktoré tvoria DSN, aby zbierali vysokorýchlostné laserové signály a nižšie rýchlosti rádiovej prevádzky.
„Po celé desaťročia pridávame nové rádiové frekvencie do obrovských antén DSN umiestnených po celom svete, takže najschodnejším ďalším krokom je zahrnúť optické frekvencie,“ povedala Barzia Tehraniová, zástupkyňa manažéra komunikačných pozemných systémov a manažéra dodávky hybridnej antény v Laboratóriu prúdového pohonu (Jet Propulsion Laboratory - JPL). „Môžeme mať jedno aktívum, ktoré robí dve veci súčasne; premenu našich komunikačných ciest na diaľnice a šetrenie času, peňazí a zdrojov.“
