Pastaruoju metu, siekiant tobulėtiNASA kosminiai ryšiaiNASA planuoja 2023 m. į kosminę stotį išsiųsti technologijų demonstraciją, pavadintą Integruotas LCRD žemos orbitos naudotojo modemas ir stiprintuvas (ILLUMA-T). paleistas 2021 m. gruodį, užbaigs NASA pirmąją dvikryptę nuo galo iki galo lazerinę relių sistemą.
Lazerinių ryšių sistemų privalumai
Lazerinės komunikacijos sistemos naudoja nematomą infraraudonųjų spindulių šviesą, kad siųstų ir gautų informaciją daug didesniu duomenų perdavimo greičiu. Nors pradinė radijo dažnių sistema visą Marso žemėlapį į Žemę nusiuntė maždaug devynias savaites, naudojant lazerius prireikė maždaug devynių dienų. Taigi, esant didesniam duomenų perdavimo greičiui, misija gali siųsti į Žemę daugiau vaizdų ir vaizdo įrašų vienu perdavimu. Įdiegtas kosminėje stotyje, ILLUMA-T parodys didesnio duomenų perdavimo spartos pranašumus LEO misijoms. Lazeriniai ryšiai užtikrina didesnį misijos lankstumą ir greitą būdą pasiekti duomenis iš kosmoso. NASA šiuo metu integruoja šią technologiją netoli Žemės, Mėnulio ir giliosios erdvės demonstracijose.
Be greitesnio duomenų perdavimo greičio pranašumų, lazerinės sistemos taip pat suteikia pagrindinius erdvėlaivių dizaino pranašumus dėl savo lengvesnio svorio ir mažesnio energijos suvartojimo. ILLUMA-T, kuris yra maždaug standartinio šaldytuvo dydžio, bus pritvirtintas prie išorinio modulio kosminėje stotyje, skirtoje demonstracijoms per LCRD. Šiuo metu LCRD demonstruoja lazerinės relės naudą geosinchroninėje orbitoje (22,{2}} mylių atstumu nuo Žemės), kad būtų galima toliau tobulinti NASA lazerio galimybes perduodant duomenis ir atliekant eksperimentus tarp dviejų antžeminių stočių. Kai ILLUMA-T pateks į stotį, terminalas siųs didelės raiškos duomenis, įskaitant nuotraukas ir vaizdo įrašus, į LCRD 1200 megabitų per sekundę greičiu. Tada duomenys bus siunčiami iš LCRD į antžemines stotis Havajuose ir Kalifornijoje. Ši demonstracija parodys, kaip lazerinis ryšys gali būti naudingas NEO misijoms.
ILLUMA-T yra paleistas kaip naudingas krovinys SpaceX 29-ajai NASA komercinio aprūpinimo paslaugų misijai. Per pirmąsias dvi savaites po paleidimo ILLUMA-T bus pašalintas iš Dragon erdvėlaivio bagažinės ir įdiegtas kosminės stoties Japonijos eksperimentinio modulio poveikio objekte (JEM-EF). Sumontavus naudingąjį krovinį, ILLUMA-T komanda atliks pirminius bandymus ir patikrinimus orbitoje. Kai tai bus baigta, komanda judės link pirmosios naudingosios apkrovos šviesos – svarbios misijos gairės, kuri per optinį teleskopą perduos pirmąją lazerio šviesą į LCRD. Kai tik pasirodys pirmoji šviesa, duomenų perdavimo ir lazerinio ryšio eksperimentai prasidės ir tęsis visos planuojamos misijos metu.
Lazerių testavimas įvairiais scenarijais
Ateityje veikiantys lazeriniai ryšiai papildys radijo dažnių sistemas, kuriomis daugelis kosminių misijų vis dar remiasi, kad perduotų duomenis atgal į Žemę. Nors ILLUMA-T nėra pirmoji lazerinio ryšio kosmose bandymo misija, ji priartina NASA žingsniu prie praktinio šios technologijos taikymo.
Be LCRD, ILLUMA-T pirmtakai apima 2022 m. terabaitų infraraudonųjų spindulių tiekimo sistemą, kuri šiuo metu bando lazerinį ryšį mažame „CubeSat“ netoli Žemės orbitoje, ir Mėnulio lazerinių ryšių demonstravimą, kuris 2014 m. Mėnulio aplinkos ir dulkių metu „Explorer“ misija, siunčianti duomenis pirmyn ir atgal tarp Mėnulio orbitos ir Žemės; ir 2017 m. Lasercomm Science optinė naudingoji apkrova, kuri parodė, kaip lazeriniai ryšiai gali pagreitinti informacijos srautą tarp Žemės ir kosmoso, palyginti su radijo signalais.
Lazerinių ryšių gebėjimo užtikrinti didesnį duomenų perdavimo greitį įvairiuose scenarijuose išbandymas padės aviacijos ir kosmoso bendruomenei toliau tobulinti būsimų misijų į Mėnulį, Marsą ir giliąją erdvę galimybes.
