NASA gerir tilraunir með sjónloftnet og opnar nýjan kafla í deep Space Laser Communications

Nýlega tilkynnti NASA að blendingsloftnet í Deep Space Network (DSN) hafi tekist að rekja og afkóða nær-innrauð leysimerki frá „Prosaic“ geimfarinu.
Þetta tilraunaloftnet hefur ekki aðeins getu til að taka á móti RF merki, heldur hefur einnig tekist að átta sig á móttöku og vinnslu sjónmerkja, sem veitir nýja möguleika fyrir þróun djúpgeims leysir samskiptatækni.
Í þessari tilraun tókst loftnetinu að læsast við RF og nær-innrauða leysimerkin sem Psyker geimfarið sendi frá sér á flugi sínu djúpt í geimnum, sem sýnir möguleika risastórra diskaloftnets DSN til að skipta yfir í ljós-/leysissamskipti. Þessi umskipti munu ekki aðeins auka geimkönnun, heldur mun hún einnig veita öflugri stuðning við djúpgeimnet eftir því sem netkröfur aukast.
Blendingsloftnetið, sem heitir Deep Space Station 13, er staðsett í Goldstone Deep Space Communications Center nálægt Barstow, Kaliforníu. Síðan í nóvember 2023 hefur það fylgst með leysigeislum með niðurtengli fyrir sýnikennslu NASA um Deep Space Optical Communications (DSOC). Fljúgandi leysisenditæki fyrir þessa tæknisýningu er um borð í skotárás stofnunarinnar á Psyker geimfarinu 13. október 2023.
DSN, DSOC og Psyche forritunum er öllum stjórnað af Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA í Suður-Kaliforníu. "Skömmu eftir að tæknisýningin var hafin, læstist tvinnloftnetið okkar með góðum árangri og áreiðanlega á DSOC niðurtengilinn og tók upp Psyche útvarpstíðnimerkið. Þetta er áfangi fyrir fyrstu samstilltu útvarps- og sjóntíðnissamskipti okkar í djúpgeimnum."
Í lok árs 2023 hlóð tvinnloftnetinu niður gögnum frá Pursek geimfarinu, sem er í 32 milljón kílómetra fjarlægð, á hraðanum 15,63 megabitum á sekúndu, sem er um það bil 40 sinnum hraðari en fjarskipti með útvarpstíðni yfir sömu fjarlægð. Þann 1. janúar 2024 hafði loftnetið hlaðið niður annarri hópmynd sem hafði verið hlaðið upp á DSOC áður en Psyker var hleypt af stokkunum.
Sérstakar aðferðir
Til að gera greiningu leysiljóseinda kleift, eru sjö ofurnákvæmir hlutarspeglar festir inn í blendingsloftnetið. Þessir speglar líkja eftir ljóssöfnunaropi 3,3- feta (1-metra) ljósops sjónauka, og þegar leysiljóseindir ná loftnetinu endurkastar hver spegill ljóseindunum og vísar þeim nákvæmlega á há- lýsingarmyndavél. Geislamerkin sem myndavélin safnar eru síðan send í gegnum ljósleiðara til kryógenískt kældans hálfleiðara nanóvíra einljóseindaskynjara, sem var hannaður og smíðaður af Microdevice Laboratory á Jet Propulsion Laboratory (JPL).
Barzia Tehrani, aðstoðarframkvæmdastjóri og afhendingarstjóri JPL fyrir Hybrid loftnetssamskipti jarðkerfi, sagði: "Þetta er mjög samhæft sjónkerfi byggt á 34-metra sveigjanlegri uppbyggingu. Við notum kerfi spegla, nákvæmnisskynjara og myndavéla til að stilla og leiðbeina leysirljósinu á virkan hátt úr djúpu geimnum inn í ljósleiðarann ​​sem nær til skynjarans."
Hann upplýsti einnig að liðið vonist til að loftnetið muni í framtíðinni geta greint leysimerki sem berast frá Mars þar sem það er lengst frá jörðu (2,5 sinnum fjarlægð frá sólu til jarðar). Psyker mun ná þessari fjarlægð í júní og ferðast að aðal smástirnabeltinu milli Mars og Júpíters til að rannsaka málmríka smástirnið Psyker.
Sjö-hluta spegillinn á loftnetinu er sönnun fyrir hugmyndafræði sem gerir kleift að nota mun stærri og öflugri 64-hluta spegil í framtíðinni - sem jafngildir 26-fæti ({{ 6}}metra) ljósop sjónauka.
Innviðalausnir
DSOC er að ryðja brautina fyrir samskipti með hærri gagnahraða sem geta sent flóknar vísindalegar upplýsingar, myndband og háskerpumyndir til stuðnings næsta risastökki mannkyns: að senda menn til Mars. Nýleg sýning á tækninni hefur tekist að senda fyrsta ofurháskerpu myndbandið úr geimnum á metbitahraða, sem markar mikil bylting í fjarskiptum í djúpum geimnum.
DSN (Deep Space Network) hefur 14 staði um allan heim, staðsett í Kaliforníu, Madríd og Canberra, Ástralíu. Þessi blendingsloftnet eru fær um að taka á móti miklu magni af gögnum með ljósfræðilegum fjarskiptum, ásamt útvarpstíðnum til að taka á móti minni bandbreiddargögnum, svo sem fjarmælingagögnum (þar á meðal heilsufars- og staðsetninguupplýsingum um geimfar).