Atsižvelgiant į tarpplanetinės erdvės tyrinėjimus, būtina sukurti technologijas, kuriomis būtų galima perduoti pranešimus didesniais atstumais; mūsų nagrinėjamu atveju atstumas tarp Žemės ir Mėnulio yra maždaug 40 kartų didesnis.
Šios plėtros priešakyje yra NASA ir kosminis laivas „Psyche“, kuris 2023 m. lapkritį pademonstravo, kad naudodamas lazerius gali įveikti beveik 16 milijonų kilometrų atstumą, siekdamas išbandyti optinio ryšio galimybes.
Naujoji ryšių technologija
Misiją pradėjo NASA erdvėlaivis „Psyche“, kurio tikslas buvo pademonstruoti giliojo kosmoso optinio ryšio eksperimento (angl. Deep Space Optical Communications Experiment, DSOC) galimybes. Šio eksperimento metu iš palydovo į Kaltecho Palomaro observatorijoje San Diege (Kalifornija) esantį Halės teleskopą Kaltecho Palomaro observatorijoje buvo siunčiami infraraudonųjų spindulių lazeriu užkoduoti bandomieji duomenys .
DSOC yra vienas iš pagrindinių prietaisų kosminiame aparate „Psyche“, kuris buvo paleistas 2023 m. spalio mėn.raketa „SpaceX Falcon Heavy“. Jo tikslas – to paties pavadinimo metalinis asteroidas, skriejantis tarp Marso ir Jupiterio, siekiant ištirti jo sudėtį ir pademonstruoti šią ryšio technologiją už Mėnulio ribų.
- Kosminio erdvėlaivio „Psyche“ tolimojo kosmoso optinio ryšio technologijos demonstracinio skrydžio lazerinis siųstuvas.
- Pasak NASA, ši demonstracinė technologija „pirmąją šviesą “ pasiekė 2023 m. lapkričio 14 d. anksti ryte. Tuo metu erdvėlaivio skrydžio lazerinis siųstuvas, galintis siųsti ir priimti artimosios infraraudonosios srities signalus, buvo prijungtas prie galingo lazerinio švyturio, perduodamo iš JPL Stalo kalno įrenginio netoli Raitvudo (Kalifornija).
- Šis švyturys leido siųstuvui nukreipti žemyn nukreiptą lazerį į Halės teleskopą Palomare, esantį už 130 km į pietus nuo Stalo kalno, kol abi automatinės sistemos koregavo savo suderinimą.
NASA pažymėjo, kad tai pirmasis giliojo kosmoso optinio ryšio bandymas, kuris skiriasi nuo eksperimentų, atliktų žemoje Žemės orbitoje ir iki Mėnulio.
Technologijos iššūkiai ir galimybės
Šis pasiekimas prilygsta lazerinės rodyklės naudojimui, kai reikia sekti už kilometro judantį centą, nes nukreipti lazerio spindulį už milijonų kilometrų reikia nepaprasto tikslumo.
- Vienas iš pagrindinių iššūkių, su kuriais susidurta atliekant šią demonstraciją, buvo būtinybė kompensuoti laiką, per kurį šviesa iš erdvėlaivio į Žemę nukeliauja didžiuliais atstumais.
- Pavyzdžiui, artimojo infraraudonojo spektro lazerio fotonams nukeliauti nuo „Psyche“ iki Žemės prireikė maždaug 50 sekundžių. Per tą laiką ir erdvėlaivis, ir planeta keitė savo padėtį, todėl abi sistemos buvo priverstos nuolat prisitaikyti.
- Vienas iš eksperimento tikslų buvo pademonstruoti, kad duomenų perdavimo greitis yra nuo 10 iki 100 kartų didesnis už tą, kuris pasiekiamas naudojant šiuolaikines radijo dažnių sistemas.
Tiek radijo, tiek artimųjų infraraudonųjų spindulių lazerio ryšys duomenims perduoti naudoja elektromagnetines bangas, tačiau pastarasis ryšys informaciją sutalpina į gerokai mažesnes bangas, todėl galima išsiųsti daugiau duomenų.
Be to, ši technologija yra pirmas žingsnis kuriant didelės spartos ryšių sistemas, kuriomis galima perduoti mokslinę informaciją, didelės raiškos vaizdus ir net vaizdo įrašus, būtinus būsimoms pilotuojamoms misijoms į Marsą.
Asteroidas ateityje
Misija „Psyche“ taip pat siekiama ištirti to paties pavadinimo metalinį asteroidą, kuris galėtų suteikti informacijos apie uolinių planetų formavimąsi. Manoma, kad šis asteroidas dėl didelio geležies ir nikelio kiekio gali būti dalinis planetezimalo- primityvios planetos sudedamosios dalies – branduolys.
Tikimasi, kad erdvėlaivis asteroidą pasieks 2028 m., o 2029 m. rugpjūtį pradės skrieti aplink jį. Mokslinė misija truks 26 mėnesius.
