يمكن لعرض تتابع الاتصالات الليزرية القادم لوكالة ناسا أن يحدث ثورة في الطريقة التي تتواصل بها الوكالة مع المهمات المستقبلية عبر النظام الشمسي.
يمكن أن تؤدي أجهزة الليزر هذه إلى المزيد من مقاطع الفيديو والصور عالية الدقة من الفضاء أكثر من أي وقت مضى ، وفقًا للوكالة.
منذ عام 1958 ، استخدمت وكالة ناسا موجات الراديو للتواصل مع رواد الفضاء والبعثات الفضائية. بينما أثبتت موجات الراديو نجاحها ، أصبحت المهمات الفضائية أكثر تعقيدًا وجمع بيانات أكثر من أي وقت مضى.
فكر في ليزر الأشعة تحت الحمراء على أنه إصدار الاتصالات الضوئية للإنترنت عالي السرعة ، بدلاً من الإنترنت الهاتفي البطيء المحبط. سترسل الاتصالات الليزرية البيانات إلى الأرض من مدار متزامن مع دوران الأرض ، 22000 ميل (35406 كيلومترات) فوق سطح الأرض بسرعة 1.2 جيجابت في الثانية ، وهذا يشبه تنزيل فيلم كامل في أقل من دقيقة.
ستعمل على تحسين معدلات نقل البيانات 10 إلى 100 مرة أفضل من موجات الراديو. ليزر الأشعة تحت الحمراء ، غير المرئي لأعيننا ، لها أطوال موجية أقصر من موجات الراديو ، لذا يمكنها نقل المزيد من البيانات في وقت واحد.
باستخدام نظام الموجات الراديوية الحالي ، سيستغرق الأمر تسعة أسابيع لإعادة خريطة كاملة للمريخ ، لكن الليزر يمكن أن يفعل ذلك في تسعة أيام.
العرض التوضيحي لترحيل الاتصال بالليزر هو أول نظام ترحيل ليزر من طرف إلى طرف تابع لوكالة ناسا والذي سيرسل البيانات ويستقبلها من الفضاء إلى محطتين أرضيتين بصريتين في جبل تيبل بولاية كاليفورنيا وهاليكالا في هاواي. تحتوي هذه المحطات على تلسكوبات قادرة على استقبال ضوء الليزر وترجمته إلى بيانات رقمية. على عكس هوائيات الراديو ، يمكن أن تكون مستقبلات اتصالات الليزر أصغر بما يصل إلى 44 مرة. نظرًا لأن القمر الصناعي يمكنه إرسال البيانات واستقبالها ، فهو نظام حقيقي ثنائي الاتجاه.
الاضطراب الوحيد لمستقبلات الليزر هذه على الأرض الاضطرابات الجوية ، مثل الغيوم والاضطرابات ، هي التي يمكن أن تتداخل مع إشارات الليزر التي تمر عبر غلافنا الجوي. تم اختيار المواقع البعيدة للمستقبلين مع وضع ذلك في الاعتبار ، حيث يتمتع كلاهما بظروف مناخية صافية على ارتفاعات عالية.
بمجرد وصول المهمة إلى المدار ، سيقوم الفريق في مركز العمليات في لاس كروسيس ، نيو مكسيكو ، بتنشيط عرض تتابع اتصالات الليزر وإعداده لإرسال الاختبارات إلى المحطات الأرضية.
ومن المتوقع أن تستغرق البعثة عامين في إجراء الاختبارات والتجارب قبل أن تبدأ في دعم المهمات الفضائية ، بما في ذلك محطة بصرية سيتم تركيبها في محطة الفضاء الدولية في المستقبل. سيكون قادرًا على إرسال البيانات من التجارب العلمية على المحطة الفضائية إلى القمر الصناعي ، والذي سيعيد إرسالها إلى الأرض.
يعمل العرض كقمر صناعي للترحيل ، مما يلغي الحاجة إلى أن يكون للبعثات المستقبلية هوائيات ذات خط رؤية مباشر إلى الأرض. يمكن أن يساعد القمر الصناعي في تقليل الحجم والوزن ومتطلبات الطاقة للاتصالات على المركبات الفضائية المستقبلية ، على الرغم من أن هذه المهمة تقارب حجم مرتبة الملك.
وهذا يعني أن البعثات المستقبلية قد تكون أرخص في الإطلاق ولديها مجال لمزيد من الأدوات العلمية.
تشمل المهمات الأخرى قيد التطوير حاليًا والتي يمكنها اختبار قدرات الاتصال بالليزر نظام الاتصالات البصرية Orion Artemis II ، والذي سيتيح تغذية فيديو فائقة الدقة بين ناسا ورواد فضاء Artemis المغامرون بالقمر.
وستصل مهمة Psyche ، التي ستبدأ في عام 2022 ، إلى وجهة الكويكب في عام 2026. وستدرس البعثة كويكبًا معدنيًا على بعد أكثر من 150 مليون ميل (241 مليون كيلومتر). واختبار ليزر الاتصالات الضوئية للفضاء العميق لإرسال البيانات مرة أخرى إلى الأرض.
