نسخه نمایشی لیزر قدرتمند ناسا رکورد ارتباطات لیزری و انتقال داده از فضا به زمین را شکست

نسخه نمایشی فناوری «ارتباطات نوری فضای عمیق» (Deep Space Optical Communications) ناسا با ارسال سیگنال از زمین به دورترین فاصله ممکن از مریخ رکورد جدیدی در ارتباطات لیزری ثبت کرد.

در این آزمایش، یک سیگنال لیزری از زمین به فضاپیمای «Psyche» (سایکی) ناسا درحالی ارسال شد که فاصله این فضاپیما با زمین ۴۶۰ میلیون کیلومتر بود. این دقیقاً همان فاصله زمین و مریخ است، هنگامی‌که 2 سیاره در دورترین فاصله ممکن نسبت به یکدیگر قرار دارند. سایکی مدارگردی است که با بررسی سیارک فلزی «سایکی ۱۶» تلاش دارد از رموز هسته سیارک‌ها پرده بردارد.

سایکی همچنان سالم و پایدار است و از پیشرانه یونی برای شتاب‌گرفتن به‌سمت این سیارک که غنی از فلز است و در کمربند سیارکی بین مریخ و زمین قرار دارد، استفاده می‌کند.

آزمایش ارتباطات نوری فضایی عمیق که «JPL» ناسا آن را مدیریت می‌کند، شامل یک گیرنده لیزری پرواز و دو ایستگاه زمینی است. تلسکوپ «هیل» با دیافراگم ۵ متری در رصدخانه «Palomar» در کالیفرنیا در نقش ایستگاه دریافت‌کننده لیزری عمل می‌کند که از اعماق فضا به زمین می‌رسد. آزمایشگاه تلسکوپ ارتباطات نوری در نزدیکی منطقه‌ای به نام «Wrightwood» در کالیفرنیا نیز به‌عنوان ایستگاه اتصال بالا عمل می‌کند که می‌تواند ۷ کیلووات توان لیزر برای ارسال داده تأمین کند.

لیزرها با انتقال داده با نرخی حتی تا ۱۰۰ برابر بیشتر از فرکانس‌های رادیویی، می‌توانند انتقال اطلاعات علمی پیچیده، تصاویر و ویدیٔوهای باکیفیت را امکان‌پذیر کنند. این برای پشتیبانی از جهش عظیم بعدی بشر در سفرهای فضایی به مریخ و فراتر از آن بسیار حیاتی است.

داده‌ها به‌شکل بیت‌هایی که در نور مادون قرمز نزدیک کد شده‌اند، از سایکی و به سایکی انتقال داده می‌شود. داده‌ها به این علت در نور مادون قرمز کد می‌شوند که فرکانس بالاتری نسبت به امواج رادیویی دارد. این فرکانس بالاتر داده‌ها را قادر می‌سازد تا به یکباره بتوان آن‌ها را انتقال داد، پس نرخ انتقال آن‌ها افزایش می‌یابد و در هر سری می‌توان حجم داده بیشتری جابه‌جا کرد.

زمانی که سایکی در فاصله حدودی ۵۳ میلیون کیلومتری از زمین بود -قابل‌مقایسه با نزدیک‌ترین فاصله زمین و مریخ از یکدیگر- دانشمندان به کمک این لیزر می‌توانستند داده‌ها را با حداکثر سرعت ۲۶۷ مگابیت در ثانیه انتقال دهند. این نرخ مشابه سرعت دانلود اینترنت پهن‌باند است. همان‌طور که فضاپیما دور می‌شود، سرعت ارسال و دریافت داده‌ها نیز کاهش می‌یابد.

زمانی که سایکی حدود ۳۹۰ میلیون کیلومتر از زمین فاصله داشت -بیش از ۲.۵ برابر فاصله میان سیاره ما و خورشید- دانشمندان می‌توانستند با سرعت ۶.۲۵ مگابیت در ثانیه داده‌ها را انتقال دهند.

هدف Deep Space Optical Communications نشان‌دادن فناوری است که می‌تواند داده‌ها را با سرعت بالاتری نسبت به سایر فناوری‌های ارتباطی فضایی مانند سیستم‌های فرکانس رادیویی انتقال دهد. برای دستیابی به این هدف، این پروژه فرصتی برای آزمایش انتقال داده‌های منحصربه‌فردی مانند ویدیو ایجاد کرد.

ارتباطات لیزری به دقت بسیار زیادی نیاز دارند. همچنین عملکرد لیزر در دورترین فواصل نیز اهمیت زیادی دارد. اکنون دانشمندان روش‌های جدیدی برای ردیابی لیزر و نقطه‌گذاری به کار می‌گیرند که می‌تواند ارتباطات نوری را گسترش دهد. در نظر داشته باشید که ارتباطات نوری راهی قوی و متحول‌کننده برای کشف منظومه شمسی است.