Останнім часом з метою покращенняКосмічний зв'язок NASAУ 2023 році NASA планує відправити на космічну станцію демонстраційну технологію під назвою Інтегрований модем і термінал підсилювача низької орбіти LCRD (ILLUMA-T). Разом ILLUMA-T і Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) будуть запущений у грудні 2021 року, завершить першу двосторонню наскрізну лазерну релейну систему НАСА.
Переваги лазерних систем зв'язку
Лазерні системи зв’язку використовують невидиме інфрачервоне світло для надсилання та отримання інформації на набагато вищих швидкостях передачі даних. У той час як оригінальній радіочастотній системі знадобилося приблизно дев’ять тижнів, щоб відправити повну карту Марса на Землю, для використання лазерів це знадобилося приблизно дев’ять днів. Таким чином, з більш високою швидкістю передачі даних, місія може відправити більше зображень і відео на Землю за одну передачу. Після встановлення на космічну станцію ILLUMA-T продемонструє переваги вищої швидкості передачі даних для місій LEO. Лазерний зв’язок забезпечує більшу гнучкість місії та швидкий спосіб доступу до даних із космосу. NASA зараз інтегрує цю технологію в навколоземні, місячні та глибокі космічні демонстрації.
На додаток до переваг високої швидкості передачі даних, лазерні системи також пропонують ключові переваги в конструкції космічного корабля завдяки своїй меншій вазі та зниженому енергоспоживанню. ILLUMA-T, розміром приблизно зі стандартний холодильник, буде закріплено на зовнішньому модулі на космічній станції для демонстрацій через LCRD. Наразі LCRD демонструє переваги лазерної ретрансляції на геосинхронній орбіті (22000 милі від Землі) для подальшого вдосконалення лазерних можливостей NASA шляхом передачі даних і проведення експериментів між двома наземними станціями. Як тільки ILLUMA-T увійде на станцію, термінал надішле дані високої роздільної здатності, включаючи зображення та відео, на LCRD зі швидкістю 1200 мегабіт на секунду. Потім дані будуть надіслані з LCRD на наземні станції на Гаваях і в Каліфорнії. Ця демонстрація покаже, як лазерний зв’язок може принести користь місіям NEO.
ILLUMA-T запускається як корисне навантаження для 29-ї місії SpaceX Commercial Supply Services для NASA. Протягом перших двох тижнів після запуску ILLUMA-T буде вилучено з багажника космічного корабля Dragon і встановлено на японському дослідницькому модулі космічної станції (JEM-EF). Після встановлення корисного навантаження команда ILLUMA-T проведе початкові випробування та перевірки на орбіті. Після того, як це буде завершено, команда буде рухатися до першого світла корисного вантажу – важливої віхи для місії, яка передасть перше лазерне світло на LCRD через його оптичний телескоп. Коли з’явиться перше світло, почнуться експерименти з передачею даних і лазерним зв’язком, які триватимуть протягом запланованої місії.
Тестування лазерів у різних сценаріях
У майбутньому оперативний лазерний зв’язок доповнить радіочастотні системи, на які все ще покладаються багато космічних місій для передачі даних на Землю. Хоча ILLUMA-T – не перша місія з тестування лазерного зв’язку в космосі, вона на крок наближає NASA до практичного застосування цієї технології.
На додаток до LCRD, попередники ILLUMA-T включають 2022 TeraByte InfraRed Delivery System, яка зараз випробовує лазерний зв’язок на невеликому CubeSat на навколоземній орбіті, і Lunar Laser Communications Demonstration, яка під час дослідження місячної атмосфери та пилового середовища в 2014 році Місія Explorer, пересилає дані туди-сюди між місячною орбітою та Землею; і оптичне корисне навантаження Lasercomm Science 2017 року, яке продемонструвало, як лазерний зв’язок може прискорити потік інформації між Землею та космосом порівняно з радіосигналами.
Випробування здатності лазерного зв’язку забезпечувати більш високу швидкість передачі даних у різних сценаріях допоможе аерокосмічному співтовариству ще більше вдосконалити можливості для майбутніх місій на Місяць, Марс і в глибокий космос.
