(سي إن إن) عندما طاقم أرتميس الثاني يقوم بالتحليق فوق القمر في أواخر عام 2024 ، وسنكون قادرين على مشاهدة فيديو للقمر كما لم يحدث من قبل – وكل ذلك بفضل الليزر.
ستطلق مركبة أوريون الفضائية على قمة صاروخ نظام الإطلاق الفضائي في نوفمبر 2024 لتحمل رواد فضاء ناسا ريد وايزمان وفيكتور جلوفر وكريستينا كوخ وجيريمي هانسن من وكالة الفضاء الكندية في رحلة تستغرق حوالي 10 أيام وراء القمر والعودة.
ستكون الرحلة التاريخية إلى القمر مصحوبة بنظام الاتصالات البصرية Orion Artemis II ، أو O2O ، مما يجعل Artemis II أول رحلة قمرية مأهولة لإظهار تكنولوجيا الاتصالات بالليزر.
ال نظام O2O سيتمكن من إرسال صور عالية الدقة ومقاطع فيديو من سطح القمر إلى الأرض بمعدل ارتباط يصل إلى 260 ميغا بت في الثانية. عرض النطاق الترددي العالي ، بعيد كل البعد عن الصور المحببة التي تم التقاطها خلال بعثات أبولو قبل 50 عامًا ، يمكن أن يتيح مشاهد عالية الدقة للقمر في الوقت الفعلي.
سيكون نظام الليزر أيضًا قادرًا على إرسال واستقبال الإجراءات وخطط الطيران والرسائل الصوتية وغيرها من الاتصالات بين المركبة الفضائية أوريون ومراقبة المهمة على الأرض.
وقال ستيف هورويتز ، مدير مشروع O2O ، في بيان: “من خلال غرس تقنيات اتصالات الليزر الجديدة في مهام Artemis ، نمنح رواد الفضاء لدينا إمكانية الوصول إلى البيانات أكثر من أي وقت مضى”. “كلما ارتفعت معدلات البيانات ، زادت المعلومات التي يمكن أن ترسلها أجهزتنا إلى الأرض ، وكلما زاد العلم الذي يستطيع مستكشفو القمر لدينا القيام به.”
تقليديًا ، اعتمدت وكالة ناسا على موجات الراديو للتواصل مع المركبات الفضائية وإرسال البيانات مرة أخرى إلى الأرض.
تستقبل الهوائيات الموجودة في جميع أنحاء العالم اتصالات من الأقمار الصناعية التي تنقل ترددات الراديو التي تحمل البيانات من وإلى البعثات المختلفة ، مثل إعادة البيانات العلمية أو إرسال أوامر من التحكم في المهمة.
يمكن لليزر ، الذي ينتقل كحزم غير مرئية ، إرسال تيرابايت من البيانات في عملية إرسال واحدة. يمكن لأنظمة الاتصال بالليزر ، وهي أيضًا أخف وزنًا وآمنة ومرنة ، أن تكمل موجات الراديو المستخدمة في معظم بعثات ناسا.
الليزر في الفضاء
بدأ كل شيء في ديسمبر 2021 مع إطلاق وكالة ناسا عرض مرحلات اتصالات الليزرأو LCDD ، التي دخلت المدار على بعد حوالي 22000 ميل (35406 كيلومترات) من الأرض كأول اختبار لاتصال ليزر ثنائي الاتجاه.
ستكشف التجربة التي تستغرق عامين عن تأثيرات الغلاف الجوي للأرض على إشارات الليزر حيث تختبر وكالة ناسا ووكالات ومؤسسات أخرى قدراتها.
ثم كان هناك إطلاق القمر الصناعي TeraByte InfraRed Delivery ، أو TBIRD ، في مايو 2022. يوفر القمر الصناعي بحجم صندوق المناديل الوصلات الهابطة للبيانات تصل إلى 200 جيجابت في الثانية ، وهو أسرع معدل نقل بصري لم تصل إليه ناسا مطلقًا.
وقالت بيث كير ، مديرة مشروع TBIRD في بيان: “في الماضي ، صممنا أدواتنا ومركباتنا الفضائية حول قيود كمية البيانات التي يمكننا نقلها أو إعادتها من الفضاء إلى الأرض”. “من خلال الاتصالات الضوئية ، نقوم بتفجير ذلك من حيث كمية البيانات التي يمكننا استعادتها. إنها حقًا قدرة على تغيير قواعد اللعبة.”
هذا العام ، ستطلق ناسا مودم مستخدم ومضخم LCDR Low-Earth Orbit User Modem ، أو ILLUMA-T ، كجزء من مهمة إعادة إمداد SpaceX إلى محطة الفضاء الدولية.
ستجلب المحطة إمكانات الاتصال بالليزر إلى المحطة الفضائية ، وتجمع البيانات من مئات التجارب التي تجري في المختبر المداري وترسلها إلى LCDR بسرعة 1.2 جيجابت في الثانية.
معدل النقل سريع جدًا لدرجة أنه يشبه تنزيل فيلم روائي طويل في أقل من دقيقة. ثم يمكن لـ LCDD نقل البيانات إلى المحطات الأرضية في هاواي أو كاليفورنيا.
قال شيتان سايال ، مدير مشروع ILLUMA-T في Goddard: “سيعمل ILLUMA-T و LCRD معًا ليصبحا أول نظام ليزر لإظهار روابط الاتصال بين مدار الأرض المنخفض والمدار الأرضي المتزامن مع الأرض”. ، ماريلاند. ، في تقرير.
يمكن أن يؤدي اختبار اتصالات الليزر في مدار أرضي منخفض وبين القمر والأرض خلال Artemis II إلى تكنولوجيا مستقبلية يمكنها السفر لمسافات بعيدة في الفضاء ، مثل التحضير لبعثات مأهولة في المستقبل إلى المريخ. في يوم من الأيام ، يمكن لرواد الفضاء إرسال مقاطع فيديو فائقة الدقة من سطح المريخ.
قال بدري يونس ، نائب المدير المساعد ومدير برنامج الاتصالات الفضائية والملاحة في مقر ناسا ، في بيان: “نحن متحمسون للوعد الذي ستقدمه الاتصالات الليزرية في السنوات القادمة”.
“تستهل هذه المهام والعروض التوضيحية لعقد الضوء الجديد التابع لوكالة ناسا والذي ستعمل فيه ناسا مع الوكالات الحكومية الأخرى والقطاع التجاري لتوسيع قدرات الاتصالات المستقبلية بشكل كبير لاستكشاف الفضاء وتمكين الفرص الاقتصادية. ديناميكية ومتينة.”
