Laserový komunikačný systém NASA zrýchli dáta vo vesmíre až stonásobne

NASA už o niekoľko dní otestuje laserový komunikačný systém medzi pozemnými zariadeniami a Medzinárodnou vesmírnou stanicou (ISS). Nová komunikačná technológia zvýši rýchlosť prenosu dát oproti súčasným možnostiam 10- až 100-násobne. Potenciálne sa tým pripraví cesta pre nový telekomunikačný štandard pre hlboký vesmír.

Od začiatku kozmonautiky sú štandardom komunikácie pre kozmické lode, satelity, vesmírne stanice, aj medziplanetárne sondy rádiové technológie. Ale ako objem dát prenášaných zo Zeme do vesmíru a späť rastie, narážajú na svoje limity. Skrz bezdrôtovú optiku môžu byť dáta kódované oveľa hustejšie ako cez rádiové vlny, takže optické systémy sú logickým riešením pre vysokorýchlostné spojenie medzi vesmírnymi objektmi a pozemnými zariadeniami.

NASA plánuje veľký krok k tomuto cieľu spustením a testovaním svojho prvého obojsmerného laserového komunikačného systému typu end-to-end. Nazýva sa ILLUMA-T a bude uvedený do prevádzky v novembri na palube kozmickej lode Dragon spoločnosti SpaceX.

Medzinárodná vesmírna stanica dostane v novembri 2023 technologickú demonštráciu ILLUMA-T, aby vyskúšala, ako môžu misie na nízkej obežnej dráhe Zeme využívať infračervenú laserovú komunikáciu.

ILLUMA-T, riadený programom NASA Space Communications and Navigation (SCaN) bude prenášať dáta medzi ISS a Zemou obojsmerne cez LCRD (Laser Communications Relay Demonstration). LCRD bol vypustený v decembri 2021 a v súčasnosti demonštruje výhody laserovej komunikácie z geosynchrónnej obežnej dráhy prenosom údajov medzi dvoma pozemnými stanicami na Zemi v sérii experimentov.

Po nainštalovaní ILLUMA-T na exteriér vesmírnej stanice zariadenie otestuje prvú ukážku schopnosti obojsmerného laserového relé NASA vo vesmíre.

NASA LCRD (Laser Communications Relay Demonstration)

Ako to funguje? Optický modul ILLUMA-T sa skladá z teleskopu a dvojosového závesu, ktorý umožňuje nasmerovanie a sledovanie satelitu LCRD na geosynchrónnej obežnej dráhe. Optický modul je veľký asi ako mikrovlnka a samotná užitočná záťaž je porovnateľná so štandardnou chladničkou.

ILLUMA-T bude prenášať dáta z vesmírnej stanice do LCRD rýchlosťou 1,2 Gbit/s. Potom LCRD pošle dáta do optických pozemných staníc v Kalifornii alebo na Havaji. Keď údaje dosiahnu tieto pozemné stanice, pošlú sa do operačného strediska misie LCRD v komplexe NASA White Sands v Las Cruces v Novom Mexiku. Následne budú údaje odoslané pozemným operačným tímom ILLUMA-T v Goddard Space Flight Center v Greenbelt v štáte Maryland. Tam inžinieri určia, či sú dáta odosielané skrz tento prenos presné a kvalitné.

Po skončené experimentálnej fázy s LCRD by sa ILLUMA-T mohol stať operačnou súčasťou ISS a podstatne zvýšiť množstvo dát, ktoré môže NASA posielať priamo do laboratória na obežnej dráhe.

Retransmisia cez prenosové satelity prebieha na ISS aj dnes. Od svojho dokončenia v roku 1998 sa Medzinárodná vesmírna stanica spolieha na flotilu rádiofrekvenčných reléových satelitov na sledovanie a prenos údajov, ktoré sú súčasťou siete Near Space Network. Tieto satelity poskytujú misiám neustály kontakt so Zemou, pretože zaisťujú súčasnú viditeľnosť vesmírnych lodí, ISS a pozemných antén.

V budúcnosti však chce NASA nasadiť laserovú komunikáciu nielen v rámci vesmírnej komunikačnej siete Near Space Network pre blízky vesmír, ale aj v Deep Space Network (DSN), ktorá slúži na komunikáciu s medziplanetárnymi sondami pri ďalekých misiách.