Pionero de la NASA Comunicaciones ópticas en el espacio profundo (DSOC) La demostración de tecnología ha establecido un nuevo récord en comunicaciones láser en el espacio profundo, transmitiendo con éxito una señal a una distancia asombrosa. 290 millones de millas (460 millones de kilómetros)– Que equivale a la mayor distancia entre ellos. tierra y Marte. Este logro marca la finalización de la primera fase de la misión DSOC, que fue lanzada a bordo del barco. Nave espacial psíquica en 13 de octubre de 2023. Mediante el uso de tecnología láser, la NASA está desarrollando métodos de comunicaciones espaciales para mejorar drásticamente la velocidad y la capacidad de transmisión de datos para futuras misiones. Marte Y más allá.

Un salto en la tecnología de las comunicaciones espaciales

La demostración DSOC está diseñada para ampliar los límites de cómo se transmiten los datos en el espacio, utilizando láseres en lugar de los sistemas tradicionales de comunicación por radiofrecuencia. La comunicación láser tiene la capacidad de transmitir datos incluso 100 veces más rápido de los métodos actuales, convirtiéndola en una tecnología transformadora para la futura exploración espacial. de acuerdo a Meera Srinivasanlidera las operaciones del proyecto en la NASA. Laboratorio de propulsión a chorro (JPL)La oferta tecnológica ya ha superado las expectativas. «Este es un logro significativo. La comunicación láser requiere un nivel muy alto de precisión, y antes de nuestro lanzamiento con Psyche, no sabíamos cuánta degradación del rendimiento veríamos en nuestras distancias más lejanas», explicó Srinivasan. «Ahora las tecnologías que utilizamos. Para el seguimiento y la señalización han sido verificados”, añadió. «Esto confirma que las comunicaciones ópticas pueden ser una forma poderosa y transformadora de explorar el sistema solar».

La tecnología DSOC utiliza un transceptor láser integrado Nave espacial psíquicaAdemás de dos estaciones terrestres en tierra para enviar y recibir datos. el telescopio sano El Observatorio Palomar de Caltech sirve como estación de enlace descendente y recibe señales láser desde el espacio profundo. Laboratorio de telescopios de comunicaciones ópticas En las instalaciones del JPL en Table Mountain, envía señales utilizando un potente instrumento láser de 7 kilovatios. Este sistema permite a la NASA transmitir datos científicos complejos, imágenes de alta definición e incluso videoclips a velocidades sin precedentes a través de grandes distancias.

Alcanzando hitos en el espacio profundo

Uno de los principales objetivos de la misión DSOC es demostrar que las comunicaciones ópticas pueden transmitir datos de forma fiable a través del espacio profundo a altas velocidades. La misión ya ha logrado muchos hitos impresionantes. cuando Nave espacial psíquica el era 33 millones de millas (53 millones de kilómetros) Lejos, aproximadamente la distancia de mayor aproximación de Marte a la Tierra, el sistema pudo transmitir datos a su velocidad máxima de 0,300 segundos. 267Mbps. Esta velocidad es comparable a la de Internet de banda ancha de alta velocidad en la Tierra, lo que representa un gran avance en las comunicaciones espaciales.

A medida que la nave espacial se alejaba, la velocidad de transferencia de datos naturalmente disminuía. Para el momento ser el era 240 millones de millas (390 millones de kilómetros) Desde tierra, el sistema aún mantiene una impresionante tasa de enlace descendente de 6,25Mbpscon un pico 8,3Mbps. Aunque es más lento que la velocidad máxima, este rendimiento sigue siendo mucho mayor de lo que los sistemas de comunicaciones por radiofrecuencia pueden lograr en distancias similares.

La demostración de la tecnología DSOC también puso a prueba su capacidad para transferir grandes cantidades de datos, incluidos conjuntos de datos únicos, como versiones digitales de Obra de arte «autoinspirada» de la Universidad Estatal de Arizonafotografías de las mascotas de los miembros del equipo y Vídeo HD de 45 segundos Falsificando viejos patrones de prueba de TV. Este vídeo está copiado de 240 millones de millas de distanciaRepresenta el primer metraje de ultra alta definición transmitido desde el espacio mediante láser. técnico del proyecto, mi padre biswasExplicó la importancia de este logro: “El objetivo principal del sistema era demostrar que la reducción en la velocidad de datos era proporcional al cuadrado inverso de la distancia. Logramos este objetivo y transmitimos enormes cantidades de datos de prueba hacia y desde Psyche. nave espacial mediante láser. 11 TB de datos se vinculó con éxito durante la primera fase de esta demostración de tecnología.

Qué significa la comunicación láser para el futuro

El proyecto DSOC es parte del esfuerzo más amplio de la NASA para prepararse para la futura exploración humana. Marte Y otros cuerpos celestes distantes. Al mejorar las tasas de transferencia de datos, las comunicaciones láser pueden permitir misiones científicas más complejas, así como vídeos e imágenes de alta definición, que son esenciales para futuras misiones tripuladas. Con énfasis en la confiabilidad y la transmisión de datos de alta velocidad, esta tecnología puede respaldar la comunicación en tiempo real entre los astronautas y el control de la misión en la Tierra, incluso a millones de kilómetros de distancia.

La tecnología de comunicaciones láser de la NASA también tiene el potencial de mejorar significativamente las capacidades de la misión. Los sistemas de RF tradicionales están limitados por su ancho de banda y velocidad y, a menudo, requieren una potencia significativa para transmitir datos a grandes distancias. Por el contrario, se utilizan sistemas láser. Luz de alta frecuencia (en este caso, luz infrarroja cercana), lo que permite densidades de datos mucho mayores y, por tanto, velocidades de transferencia más rápidas. La mayor frecuencia del láser permite recopilar más datos por transmisión, revolucionando la forma en que la NASA se comunica con las naves espaciales alejadas de la Tierra.

El éxito del sistema DSOC en la transmisión de datos de alta definición a distancias enormes es un paso vital para respaldar los tipos de misiones que la NASA prevé para el futuro, incluidas las misiones tripuladas a Marte. La tecnología de comunicaciones láser puede reducir significativamente el tiempo necesario para enviar y recibir información, mejorar la eficiencia de la misión y ampliar las posibilidades de exploración del espacio profundo.

Fases futuras del proyecto DSOC

Aunque la primera fase de la misión DSOC ha finalizado, la NASA tiene planes de seguir probando y mejorando la tecnología. La siguiente fase comenzará en noviembre 2024después de que el sistema pase por un breve tiempo de inactividad para probar su funcionalidad a largo plazo. Ken AndrewsEl líder de operaciones de vuelo del proyecto en JPL describió los siguientes pasos: “Encenderemos el transceptor láser de vuelo y realizaremos una breve verificación de su funcionalidad. Una vez que lo hayamos logrado, podemos esperar operar el transceptor con todas sus capacidades de diseño. durante la fase posterior a la conexión que comenzará en una fecha posterior”.

Esta próxima fase incluirá probar la capacidad del sistema para operar durante períodos más largos y en distancias mayores, mientras Psyche continúa su viaje hacia Asteroide rico en minerales Está ubicado en el cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter. La misión Psyche de larga duración brindará más oportunidades para probar las comunicaciones láser durante períodos prolongados, proporcionando a la NASA datos importantes sobre cómo funciona el sistema en las difíciles condiciones del espacio profundo.

La misión DSOC está gestionada por Dirección de Misiones de Tecnología Espacial (STMD) de la NASAapoyado por muchos socios, entre ellos Laboratorio Lincoln del MIT, L3 Harris, Fibratecnológicay Observatorios ópticos de Caltech. La exhibición se basa en años de investigación y desarrollo en tecnologías de comunicaciones ópticas, que la NASA está impulsando a través de varios programas.