قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بمعلومات عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي وغير ذلك الكثير..
سي إن إن
—
تجربة مبتكرة على متن الطائرة مهمة ناسا النفسية وصلت للتو إلى أول معلم رئيسي لها من خلال التنفيذ الناجح لأبعد عرض لاتصالات الليزر. يمكن أن يساعد العرض التكنولوجي يومًا ما بعثات ناسا على استكشاف أعماق الفضاء والكشف عن المزيد من الاكتشافات حول أصل الكون.
أُطلق مسبار Psyche في منتصف أكتوبر، وهو الآن في طريقه لإلقاء أول نظرة للبشرية على كويكب معدني يقع بين مداري المريخ والمشتري. وستقضي المركبة الفضائية السنوات الست المقبلة في السفر لمسافة 3.6 مليار كيلومتر تقريبًا للوصول إلى اسمها، الواقع في الجزء الخارجي من حزام الكويكبات الرئيسي.
على طول الطريق هو مظاهرة تكنولوجيا الاتصالات البصرية في الفضاء السحيقأو DSOC، التي تقود مهمتها الخاصة خلال العامين الأولين من الرحلة.
تم تصميم العرض التكنولوجي ليكون التجربة الأبعد لوكالة الفضاء الأمريكية في مجال اتصالات الليزر ذات النطاق الترددي العالي، واختبار إرسال واستقبال البيانات من وإلى الأرض باستخدام ليزر غير مرئي بالقرب من الأشعة تحت الحمراء. يستطيع الليزر إرسال البيانات بسرعة تتراوح بين 10 إلى 100 مرة أسرع من أنظمة الموجات الراديوية التقليدية التي تستخدمها وكالة ناسا في مهام أخرى. وإذا نجحت هذه التجربة بشكل كامل خلال العامين المقبلين، فقد تشكل الأساس المستقبلي للتكنولوجيا المستخدمة للتواصل مع البشر الذين يستكشفون المريخ.
وقد حققت DSOC مؤخرًا ما أطلق عليه المهندسون “الضوء الأول”، وهو الإنجاز المتمثل في إرسال واستقبال بياناتها الأولى بنجاح.
أطلقت التجربة ليزرًا مشفرًا ببيانات من ما وراء القمر لأول مرة. تم إرسال بيانات الاختبار على بعد حوالي 10 ملايين ميل (16 مليون كيلومتر) ووصلت إلى تلسكوب هيل في مرصد بالومار التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا، كاليفورنيا.
ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
عمل فريق الاتصالات البصرية في الفضاء العميق في وقت مبكر من صباح يوم 14 نوفمبر في منطقة دعم مهمة Psyche في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا، كاليفورنيا، ليشهدوا “الضوء الأول”.
كانت المسافة بين DSOC وHale أكبر بنحو 40 مرة من المسافة بين القمر والأرض.
“يعد الوصول إلى أول ضوء أحد المعالم الحاسمة العديدة لـ DSOC في الأشهر المقبلة، مما يمهد الطريق لاتصالات بمعدل بيانات أعلى قادرة على إرسال معلومات علمية وصور عالية الوضوح ومقاطع فيديو متدفقة لدعم القفزة العملاقة التالية للبشرية: إرسال البشر. وقالت ترودي كورتيس، مديرة العروض التكنولوجية في مديرية مهام تكنولوجيا الفضاء التابعة لناسا، في بيان لها: “إلى المريخ”.
حدث الضوء الأول، الذي حدث في 14 نوفمبر، عندما تلقت أداة إرسال واستقبال الليزر الخاصة بالطيران على سايكي منارة ليزر مرسلة من مختبر تلسكوب الاتصالات البصرية في منشأة تيبل ماونتن في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا بالقرب من رايتوود، كاليفورنيا.
ساعدت المنارة الأولية التي استقبلها جهاز الإرسال والاستقبال الخاص بـ Psyche الجهاز على توجيه الليزر الخاص به لإرسال البيانات مرة أخرى إلى تلسكوب هيل، الواقع على بعد حوالي 100 ميل جنوب جبل تيبل.
قالت ميرا سرينيفاسان، مديرة العمليات في DSOC في مختبر الدفع النفاث، ومقرها في باسادينا، كاليفورنيا: “(كان اختبار 14 نوفمبر هو الأول الذي يدمج بشكل كامل الأصول الأرضية وجهاز الإرسال والاستقبال للطيران، مما يتطلب من فرق التشغيل DSOC وPsyche العمل جنبًا إلى جنب”. تقرير: “لقد كان تحدياً هائلاً، ولا يزال أمامنا الكثير من العمل للقيام به، ولكننا تمكنا خلال فترة قصيرة من إرسال بعض البيانات واستقبالها وفك تشفيرها”.
ناسا/مختبر الدفع النفاث-معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
كان مشغلو جهاز إرسال الليزر الأرضي التابع لـ DSOC موجودين في الموقع في مختبر تلسكوب الاتصالات البصرية في منشأة Table Mountain Facility التابعة لمختبر الدفع النفاث بالقرب من رايتوود، كاليفورنيا، لإجراء التجربة الأولى.
وهذه ليست المرة الأولى التي يتم فيها اختبار اتصالات الليزر في الفضاء. تم إجراء أول اختبار لاتصالات الليزر ثنائية الاتجاه في ديسمبر 2021، عندما تم إطلاق عرض ترحيل الاتصالات بالليزر التابع لناسا ووضعه في المدار على بعد حوالي 22000 ميل (35406 كيلومترًا) من الأرض.
ومنذ ذلك الحين، أرسلت التجارب اتصالات بصرية من مدار أرضي منخفض إلى القمر. وستستخدم المركبة الفضائية Artemis II اتصالات الليزر للعودة فيديو عالي الوضوح لرحلة الطاقم حول القمر. لكن DSOC تمثل المرة الأولى التي يتم فيها إرسال اتصالات الليزر عبر الفضاء السحيق، مما يتطلب تصويبًا وتوجيهًا دقيقًا بشكل لا يصدق عبر ملايين الأميال.
سيسمح الاختبار الأولي لقدرات العرض الفني للفريق بالعمل على تحسين الأنظمة المستخدمة لدقة توجيه الليزر. بمجرد تحديد الفريق لهذا المربع، سيكون DSOC جاهزًا لإرسال واستقبال البيانات إلى تلسكوب هيل أثناء تحرك المركبة الفضائية بعيدًا عن الأرض.
على الرغم من أن DSOC لن يرسل فعليًا البيانات العلمية التي جمعتها المركبة الفضائية Psyche لأنها تجربة، إلا أنه سيتم استخدام الليزر لإرسال أجزاء من بيانات الاختبار المشفرة في فوتونات الليزر، أو جسيمات الضوء الكمومية.
يمكن لشبكات الكاشف الموجودة على الأرض التقاط إشارة Psyche واستخراج البيانات من الفوتونات. هذا النوع من الاتصالات البصرية استطاع تغيير الطريقة التي ترسل بها وكالة ناسا البيانات وتستقبلها من مهماتها في الفضاء السحيق.
وقال الدكتور جيسون ميتشل، مدير قسم تقنيات الاتصالات والملاحة المتقدمة في وكالة ناسا: “يعد الاتصال البصري بمثابة نعمة للعلماء والباحثين الذين يريدون المزيد من مهماتهم الفضائية وسيمكنهم من استكشاف الإنسان للفضاء السحيق”. البرنامج، في بيان صحفي. “المزيد من البيانات يعني المزيد من الاكتشافات.”
بينما تواصل Psyche رحلتها، تنتظرها المزيد من التحديات.
سيقوم فريق DSOC بمراقبة الوقت الذي تستغرقه رسائل الليزر للانتقال عبر الفضاء. عند أول ضوء، استغرق الليزر 50 ثانية فقط للانتقال من سايكي إلى الأرض. وفي أبعد مسافة بين المركبة الفضائية والأرض، من المتوقع أن يستغرق الليزر 20 دقيقة للانتقال في اتجاه واحد. وخلال هذا الوقت، ستستمر المركبة الفضائية في التحرك وستدور الأرض.
وفي الوقت نفسه، تواصل المركبة الفضائية Psyche الاستعداد لمهمتها الأساسية، حيث تعمل على تشغيل أنظمة الدفع واختبار الأدوات العلمية التي ستحتاجها لدراسة الكويكب عند وصولها في يوليو 2029. ويمكن للمهمة تحديد ما إذا كان الكويكب هو النواة المكشوفة لكوكب مبكر. مركبة فضائية. العنصر المكون للكواكب في النظام الشمسي المبكر.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”