NASA-ն թեստավորում է տիեզերքում տվյալների լազերային փոխանցումը

ԱՄՆ Ազգային աերոտիեզերական գործակալությունը (NASA) մտադիր է տիեզերք ուղարկել մերձավոր ինֆրակարմիր դիապազոնի տվյալների լազերային փոխանցման սարք այն համակարգի փորձարկման համար, որն ապագայում կարելի կլինի օգտագործել աստղագնացների հետ Մարսում կապ հաստատելու համար։

Deep Space Optical Communications (DSOC) համակարգի անհրաժեշտ սարքավորումը կներդրվի Psyche ավտոմատ միջմոլորակային կայանում, որը նախատեսված է Փսիխեա աստերոիդի հետազոտության համար։ Տիեզերական սարքի արձակումը նախատեսվում է հոկտեմբերի 5-ին։ Թռիչքը դեպի 225 կիլոմետր տրամագծով աստերոիդ, որը գտնվում է Մարսի եւ Յուպիտերի ուղեծիրների միջեւ գտնվող աստերոիդների գոտում, կտեւի մոտ երկու տարի։ Այդ ընթացքում DSOC սարքը կթեստավորվի երկու երկրային կայանների հետ կապի համար, որոնք գտնվում են Հարավային Կալիֆոռնիայում։

NASA-ի կարծիքով՝ մերձավոր ինֆրակարմիր դիապազոնի DSOC լազերները կարող են 10-100 անգամ գերազանցել տիեզերքում օգտագործվող ժամանակակից ռադիոհամակարգերը տվյալների փոխանցման արդյունավետությամբ։ Լայնաշերտ լազերային կապի ապահովման հնարավորությունը տիեզերքում հաջողությամբ ապացուցվել է երկրամերձ ուղեծրի համար եւ Լուսնի ուղեծրի արբանյակների հետ կապի համատեքստում, սակայն հեռավոր տիեզերքի մեծ հեռավորությունները նոր տեխնիկական բարդություններ են ստեղծում։

Մարսի մակերեսին Perseverance մարսագնացը կարող է կապ պահպանել 2 Մբիտ/վրկ արագությամբ։ Մարսյան ուղեծրային Reconnaissance Orbiter տիեզերասարքն իր հերթին կարող է տվյալներ փոխանցել Երկիր 0,5-4 Մբիտ/վրկ արագությամբ։ Այդ արագությունների 10-100 անգամ մեծացումը՝ լազերների օգտագործմամբ, զգալի առավելություն կլինի, չնայած լույսի արագության սահմանափակումներին, որոնք խանգարում են Երկրի եւ Մարսի միջեւ սինքրոն կապի կազմակերպմանը։

DSOC համակարգն օգտագործում է մերձավոր ինֆրակարմիր դիապազոնի լույսը, որը կարող է ավելի շատ տվյալներ փոխանցել ռադիոալիքների համեմատ։ Դա թույլ կտա երկրային կայաններին միաժամանակ ստանալ ավելի շատ տեղեկություն։ Տիեզերասարքերը հեռավոր տիեզերքում կկարողանան Երկիր ուղարկել ավելի հանգամանալից պատկեր կամ անգամ տեսանյութ՝ ստացված դրանց տեսախցիկներից։

DSOC համակարգը թիմերին ընդունելու համար կօգտագործի սարքի տեսախցիկը՝ ամրացված ապերտուրի 22 սանտիմետր տրամագծով աստղադիտակին, ավտոմատ սքանավորման եւ մերձավոր ինֆրակարմիր դիապազոնի լազերային ազդանշանը որսալու համար, որը փոխանցվում է NASA-ի Կալիֆոռնիայի Optical Communication Telescope Laboratory-ից։ Տվյալները նաեւ կփոխանցվեն 5,1 մետրանոց Հեյլ հեռադիտակին Կալիֆոռնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտի Պալոմարյան աստղադիտարանում։

Ֆոտոնային դետեկտորի (որն օգտագործվում է Հեյլի հեռադիտակում) ազդանշանի ցանկացած աղմուկ վերացնելու համար այն սառեցվում է կրիոգենով։ Դա թույլ է տալիս ավելի արդյունավետ հայտնաբերել DSOC լազերային փոխանցումները։ Երկրից Psyche սարքի հեռանալուն եւ «Փսիխեա» աստերոիդին մոտենալուն զուգընթաց՝ ժամանակը, որն անհրաժեշտ է DSOC-ից տվյալներ ուղարկելու եւ ստանալու համար, աստիճանաբար կավելանա։ Ենթադրվում է, որ առավելագույն հեռավորությունը, որտեղ կիրականացվի տվյալների փոխանցումը DSOC համակարգի օգտագործմամբ, կկազմի ավելի քան 300 մլն կիլոմետր։

Երկրից կապի ազդանշանի հաջող ընդունումը երաշխավորելու համար DSOC լազերային սարքի վրա ավելացվել են հատուկ պահող սարքեր, որոնք հուսալիորեն պահում են Psyche սարքի հեռադիտակը տեղում՝ կանխելով տատանումների ազդեցությունը։

«DSOC յուրաքանչյուր բաղադրիչ նոր տեխնոլոգիա է՝ կապի գծի հզոր լազերներից մինչեւ հեռադիտակի ընդունող-փոխանցող սարքի համակարգը եւ չափազանց զգայուն սենսորները, որոնք կարող են որսալ առանձին ֆոտոններ։ Նախագծի թիմը նույնիսկ ստիպված է եղել ստեղծել ազդանշանների մշակման նոր մեթոդներ, որպեսզի հնարավորություն ունենա առավելագույն չափով բարձրացնել տեղեկության ստացման արդյունավետությունն այդպիսի թույլ ազդանշաններից, որոնք փոխանցվում են հսկայական հեռավորություններ»,- նշել է DSOC նախագծի ղեկավար Բիլ Քլիպշտեյնը NASA-ի Օպտիկական կապի լաբորատորիայից։