Technologia laserowa pozwala na perfekcyjny przekaz obrazów z dalekiego kosmosu

NASA osiągnęła postęp w dziedzinie komunikacji kosmicznej, przesyłając – dzięki technologii laserowej – pierwsze w historii wideo w ultrawysokiej rozdzielczości z głębokiej przestrzeni kosmicznej na Ziemię.

Ten przełomowy eksperyment, przeprowadzony 11 grudnia 2023 r., został zrealizowany przez Deep Space Optical Communications (DSOC) z rekordowej odległości około 31 milionów kilometrów, czyli około 80 razy więcej niż odległość między Ziemią a Księżycem). Jest to część zaprezentowania przez NASA technologii mającej na celu przesyłanie bardzo wysokiej przepustowości wideo i innych danych z głębokiej przestrzeni. Technologia ta umożliwi przyszłe misje załogowe poza orbitę naszej palnety.

Prezentacja wykorzystała zaawansowany instrument zwany „lotnym transceiverem laserowym” do przesyłania 15-sekundowego testowego wideo. Sygnał wideo dotarł na Ziemię w ciągu 101 sekund, wysłany z maksymalną prędkością transmisji danych systemu wynoszącą 267 megabitów na sekundę (Mbps). Instrument, zdolny do wysyłania i odbierania sygnałów bliskiej podczerwieni, przesłał zakodowany promień bliskiego lasera podczerwonego do Teleskopu Hale’a w Obserwatorium Palomar w Kalifornii, skąd został pobrany. Każda klatka z pętli wideo została następnie przesłana „na żywo” do Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA w Południowej Kalifornii, gdzie wideo zostało odtworzone w czasie rzeczywistym.

System komunikacji laserowej rozpoczął się wraz z misją Psyche NASA 13 października 2023 r. Ma on na celu przesyłanie danych z głębokiej przestrzeni z prędkościami 10 do 100 razy większymi niż stosowane obecnie systemy radiowe w misjach głębokiej przestrzeni. W miarę podróży Psyche do głównego pasa asteroid między Marsem a Jowiszem, technologia laserowa będzie wysyłać sygnały o wysokiej przepustowości danych tak daleko, jak największa odległość Marsa od Ziemi. W ten sposób otwiera drogę do komunikacji o wyższej przepustowości danych, zdolnej do przesyłania złożonych informacji naukowych, obrazów w wysokiej rozdzielczości i wideo w ramach kolejnego wielkiego skoku ludzkości – wysłania ludzi na Marsa.

Wideo, które zostało przesłane, przedstawia pomarańczowego kota domowego o imieniu Taters, który goni za wskaźnikiem laserowym, z nałożonymi grafikami. Grafiki te ilustrują kilka cech demonstracji technologii, takich jak orbita Psyche, kopuła teleskopu w Palomar i techniczne informacje o laserze i jego szybkości transmisji danych.

Doświadczenie pozwala na szybsze prędkości transmisji danych i zwiększoną dokładność celowania systemu podczas cotygodniowych kontroli. 4 grudnia 2023 r. projekt zademonstrował prędkości transmisji danych 62,5 Mbps, 100 Mbps i 267 Mbps, co jest porównywalne z prędkościami pobierania internetu szerokopasmowego. Zespół był w stanie pobrać łącznie 1,3 terabita danych w tym czasie. Dla porównania, misja Magellan na Wenus NASA przesłała 1,2 terabita danych podczas całej swojej misji od 1990 do 1994 roku.

Eksperyment DSOC NASA stanowi znaczący postęp w dziedzinie komunikacji kosmicznej, otwierając nowe możliwości dla przyszłych misji załogowych i naukowych w głębokiej przestrzeni. Przesyłanie wideo w ultrawysokiej rozdzielczości, na co pozwala technologia laserowa, to krok w kierunku bardziej zaawansowanej i wydajnej komunikacji między Ziemią a odległymi celami kosmicznymi.

Szymon Ślubowski