Október közepén indult hat évig tartó útjára a Psyche űrszonda, az azonos nevű aszteroidához. A szonda most egy lézersugárral üzent – közel 16 millió kilométeres távolságból. Ez új rekord az optikai kommunikációban; az első alkalom, hogy optikai jelet használtak ilyen nagy távolságon keresztül történő kommunikációra.

Amikor több mint 40 évvel ezelőtt ET haza akart telefonálni, még nem állt rendelkezésére a lézertechnológia, és a rádióhullámokat még ma is hagyományosan a távoli űreszközökkel való kommunikációra használják. A magasabb fényfrekvenciák, mint például a közeli infravörös, azonban nagyobb sávszélességet kínálnak, és sokkal gyorsabban terjednek, ami az adatátvitel sebességének jelentős növekedését teszi lehetővé. Ez a technológiai fejlesztés fontos lépés afelé, hogy nagy felbontású videóüzeneteket küldhessünk a Marsra és vissza, szinte késleltetés nélkül – ez jelentős előrelépés a jövőbeli bolygóközi kommunikációban. Erre szükség lesz, ha az emberiség egy nap meg akarja hódítani az űrt, és például a Marson akar letelepedni.

A NASA Deep Space Optical Communications (DSOC) programjának részeként az első, mintegy 16 millió kilométeres távolságból érkező lézersugárral végzett kísérletek mostanra sikerrel zárultak. A NASA Psyche űrszondája kapcsolatba lépett a kaliforniai Palomar Obszervatórium Hale-teleszkópjával. A megtett távolság 40-szerese a Föld és a Hold közötti távolságnak.

Sikeresen fogadták az „első fényt”

Szakmai körökben a DSCOC-kísérlet során sikeresen létrejött első kapcsolatot „első fény”-nek nevezik. A NASA-nál a kísérletet megelőzően ennek megfelelően nagy volt az izgalom, hogy sikerül-e sikeresen létrehozni a kommunikációs kapcsolatot. „Az első fény érkezése egyike a következő hónapok számos kritikus DSOC mérföldkövének, amelyek megnyitják az utat a nagyobb adatátviteli sebességű kommunikáció előtt, amellyel tudományos információkat, nagy felbontású képeket és videófolyamokat lehet küldeni az emberiség következő nagy ugrását támogatva” – nyilatkozta Trudy Kortes, a NASA központjának technológiai demonstrációkért felelős igazgatója.

A technológiát az űrben való használatra adaptálták

A lézersugár, amely most az űrből éri el a Földet, nem teljesen új technológia. Hasonló technológiákat használnak a földi nagysebességű kommunikációban is, például optikai kábelekben. A lézertechnológiát azonban az űrben való használatra adaptálták, hogy javítsák a Földre történő információátvitel meglévő módszereit. Mivel infravörös fényről van szó, a mérnökök könnyen továbbíthatják hullámait lézer formájában. Ez a technika ugyan nem gyorsítja fel magát a fény sebességét, de lehetővé teszi a fénysugár fókuszálását egy keskeny csatornára. Ez nemcsak energiatakarékosabb, mint a rádióhullámok szélesebb szórása (amelyek lassabbak a fénynél), hanem azzal az előnnyel is jár, hogy a jelet nehezebb elfogni.

A lézertechnológia kihívásai

Bár az infravörös hullámok könnyen lézersugárba csomagolhatók, mégsem könnyű feladat a sugárnak az űrszondáról a Földre juttatása. A lézertechnológiával például úgy továbbítanak adatokat, hogy a lézer által kibocsátott fotonokba adatbiteket kódolnak. Ehhez a folyamathoz nagy teljesítményű műszerek, köztük szupravezető és nagy hatékonyságú detektorrendszer használata szükséges. Ezek a műszerek elengedhetetlenek ahhoz, hogy az információt előkészítsék az átvitelre és dekódolják azt a célállomáson. Emellett további kihívást jelent a rendszer pontos, valós idejű pozicionálásának szükségessége. A nemrégiben végrehajtott sikeres teszt során a lézerfotonok körülbelül 50 másodperc alatt tették meg az űreszköz és a távcső közötti távolságot. Ez idő alatt mind az űrszonda, mind a teleszkóp nagy sebességgel halad a világűrben, ami további követelményeket támaszt a pozicionálás pontosságával és a rendszer stabilitásával szemben.

Forrás: https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/raumfahrt/laserstrahl-sendet-nachricht-aus-16-millionen-kilometern-entfernung/

Kép: Palomar Obszervatórium, Wikipédia