„Artemis II“ lazeriai pasidalins didelės raiškos vaizdo įrašu iš Mėnulio

Erdvėlaivis „Orion“ pakils virš raketos „Space Launch System“ 2024 m. lapkritį, kad nugabentų NASA astronautus Reidą Wisemaną, Victorą Gloverį ir Christiną Koch bei Jeremy'į Hanseną iš Kanados kosmoso agentūros į maždaug 10 dienų kelionę, kurios galutinis tikslas nuskristi už Mėnulio ir atgal.

Istorinėje kelionėje į Mėnulį bus taip pat naudojama kita optinės komunikacijos sistema Orion Artemis II arba O2O, todėl Artemis II bus pirmasis skrydis į Mėnulį, pademonstruosiantis lazerinių ryšių technologiją.

O2O sistema galės siųsti didelės raiškos Mėnulio paviršiaus nuotraukas ir vaizdo įrašus atgal į Žemę iki 260 megabitų per sekundę greičiu. Didelis dažnių juostos plotis, skirtingai nei prieš 50 metų „Apollo“ misijos metu užfiksuoto ne itin aiškios nuotraukos, gali suteikti galimybę realiu laiku matyti didelės raiškos vaizdus iš Mėnulio.

Lazerinė sistema taip pat galės siųsti ir gauti pranešimus, skrydžių planus, balso pranešimus ir kitus ryšius tarp erdvėlaivio „Orion“ ir misijos valdymo Žemėje.

„Į Artemis misijas įtraukdami naujas lazerinių ryšių technologijas, mes suteikiame savo astronautams daugiau prieigos prie duomenų nei bet kada anksčiau“, – sakė O2O projekto vadovas Steve'as Horowitzas. „Kuo didesnis duomenų perdavimo greitis, tuo daugiau informacijos mūsų prietaisai gali išsiųsti namo į Žemę ir tuo daugiau mokslinių darbų gali atlikti mūsų Mėnulio tyrinėtojai“.

Anksčiau NASA, bendraudama su erdvėlaiviais ir siųsdama duomenis į Žemę, pasikliovė radijo bangomis.

Visame pasaulyje esančios antenos gauna ryšius iš palydovų, kurie perduoda radijo dažnius, perduodančius duomenis į įvairias misijas ir iš jų, pvz., siunčia mokslinius duomenis arba siunčia nurodymus iš misijos valdymo centro.

Lazeriai, keliaujantys kaip nematomi spinduliai, gali siųsti terabaitus duomenų vienu perdavimu. Lazerinės ryšio sistemos, kurios taip pat yra lengvesnės, saugesnės ir lankstesnės, gali papildyti radijo bangas, naudojamas daugelyje NASA misijų.

Lazeriai kosmose

Viskas prasidėjo 2021 m. gruodžio mėn., kai buvo paleista NASA lazerinių ryšių relės demonstracija arba LCRD, kuri išskrido į orbitą maždaug 22 000 mylių (35 406 kilometrų) atstumu nuo Žemės ir tai buvo pirmasis dvipusio lazerinio ryšio bandymas.

Dvejus metus trunkantis eksperimentas atskleis Žemės atmosferos poveikį lazerio signalams ir tokio būdu NASA bei kitos agentūros išbandys lazerių galimybes.

Tada 2022 m. gegužę buvo paleistas „TeraByte InfraRed Delivery“ palydovas arba TBIRD. Dėžutės dydžio palydovas geba išvystyti 200 gigabitų per sekundę duomenų perdavimo greitį, o tai yra didžiausias NASA iki šiol pasiektas optinis greitis.

„Anksčiau kurdavome savo instrumentus ir erdvėlaivius atsižvelgdami į tai, kiek duomenų galime nusiųsti arba parsiųsti iš kosmoso į Žemę“, – sakoma TBIRD projektų vadovės Beth Keer pranešime. „Naudodami optinius ryšius smarkiai padidadname kiekį duomenų, kurį galime sugrąžinti atgal į Žemę. Tai tikrai viską keičiantis pokytis“.

Šiais metais NASA paleis integruotą LCRD žemos žemės orbitos vartotojo modemo ir stiprintuvo terminalą arba ILLUMA-T, vykdydama „SpaceX“ tiekimo į Tarptautinę kosminę stotį misiją.

Terminalas į kosminę stotį atgabens lazerinio ryšio galimybes, rinkdamas duomenis iš šimtų eksperimentų, vykstančių orbitinėje laboratorijoje, ir perduodamas juos LCRD 1,2 gigabito per sekundę greičiu.

Perdavimo greitis yra toks greitas, kad tai tarsi pilnametražio filmo atsisiuntimas per mažiau nei minutę. Tada LCRD gali perduoti duomenis į antžemines stotis Havajuose arba Kalifornijoje.

„ILLUMA-T ir LCRD dirbs kartu, kad taptų pirmąja lazerine sistema, demonstruojančia Žemės žemosios orbitos iki geosinchroninės orbitos su žemės ryšių jungtis“, – sakė Chetan Sayal, NASA Goddardo kosminių skrydžių centro Greenbelt mieste, Merilando valstijoje, projekto vadovas Chetanas Sayalas. , pareiškime.

Lazerinio ryšio išbandymas žemoje Žemės orbitoje ir tarp Mėnulio ir Žemės Artemidės II metu gali lemti ateities technologijas, kurios kosmose galėtų nukeliauti didelius atstumus, pavyzdžiui, ruošiantis būsimoms misijoms į Marsą. Vieną dieną astronautai galės atsiųsti ultra HD vaizdo įrašą iš Marso paviršiaus.

„Esame sužavėti lūkesčiais, kuriuos ateinančiais metais mėgins išpildyti lazerinis ryšys“, – sako Badri Younesas, NASA būstinės kosminių ryšių ir navigacijos programos vadovas.

„Šios misijos ir demonstracijos pradeda naują NASA dešimtmetį, kurio metu NASA bendradarbiaus su kitomis vyriausybinėmis agentūromis ir komerciniu sektoriumi, siekdama žymiai išplėsti būsimas ryšių galimybes kosmoso tyrinėjimams ir sudaryti gyvybingas bei tvirtas ekonomines galimybes“.