NASA tager de første skridt mod højhastigheds-rum-internet

NASA udvikler et banebrydende, langsigtet teknologidemonstration af, hvad der kunne blive himmelens højhastighedsinternet.

Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) hjælper NASA med at forstå de bedste måder at betjene laserkommunikationssystemer på. De kunne muliggøre meget højere datahastigheder for forbindelser mellem rumfartøjer og jorden, såsom videnskabelige data -downlink og astronautkommunikation.

"LCRD er det næste trin i implementeringen af ​​NASAs vision om at bruge optisk kommunikation til både missioner nær jorden og dybe rum, "sagde Steve Jurczyk, associeret administrator af NASA's Space Technology Mission Directorate, som leder LCRD -projektet. "Denne teknologi har potentiale til at revolutionere rumkommunikation, og vi er glade for at indgå partnerskab med Human Exploration and Operations Mission Directorate's Space Communications and Navigation programkontor, MIT Lincoln Labs og det amerikanske luftvåben om denne indsats. "

Laser kommunikation, også kendt som optisk kommunikation, koder data på en lysstråle, som derefter overføres mellem rumfartøjer og til sidst til jordterminaler. Denne teknologi tilbyder datahastigheder, der er 10 til 100 gange bedre end nuværende radiofrekvente (RF) kommunikationssystemer. Lige så vigtigt, laserkommunikationssystemer kan være meget mindre end radiosystemer, tillader rumfartøjets kommunikationssystemer at have en lavere størrelse, vægt og effektbehov. Sådan evne vil blive kritisk vigtig, når mennesker tager på lange rejser til månen, Mars og videre.

"LCRD er designet til at fungere i mange år og vil gøre det muligt for NASA at lære at optimalt bruge denne forstyrrende nye teknologi, "sagde Don Cornwell, direktør for Avanceret kommunikation og navigation i afdelingskontoret for rumkommunikation og navigation ved NASAs hovedkvarter, som leder udviklingen af ​​instrumentet. "Vi designer også en laserterminal til den internationale rumstation, der vil bruge LCRD til at videresende data fra stationen til jorden med datahastigheder på gigabit per sekund. Vi planlægger at flyve denne nye terminal i 2021, og en gang testet, Vi håber, at mange andre NASA-missioner, der kredser om jorden, også vil flyve kopier af dem for at videresende deres data gennem LCRD til jorden. "

Missionen bygger på Lunar Laser Communications Demonstration (LLCD), en meget vellykket stifinder-mission, der fløj ombord på Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer i 2013. Mens LLCD først skulle demonstrere laserkommunikation med høj datahastighed ud over lav jordbane, LCRD vil demonstrere teknologiens operationelle levetid og pålidelighed. Missionen vil også teste LCRD's muligheder inden for mange forskellige miljøforhold og driftsscenarier.

"Vi har lært meget gennem årene om radiofrekvenskommunikation, og hvordan det fungerer for at få mest muligt ud af teknologien, "Dave Israel, LCRDs hovedforsker, sagt om det nuværende kommunikationssystem. "Med LCRD, vi har mulighed for at sætte laserkommunikation gennem sine skridt for at teste ydeevnen over forskellige vejrforhold og tidspunkter på dagen for at få den oplevelse. "

LCRD er designet til at fungere mellem to og fem år. To jordterminaler udstyret med lasermodemer placeret i Taffelbjerget, Californien, og på Hawaii vil demonstrere kommunikationsevne til og fra LCRD, som vil være placeret i en bane, der matcher Jordens rotation, kaldet en geosynkron bane, mellem de to stationer.

LCRD nyttelast består af to identiske optiske terminaler forbundet med en komponent kaldet en rumskifteenhed, som fungerer som en datarouter. Rumskifteenheden er også forbundet med et radiofrekvent downlink.

Modemerne oversætter digitale data til laser- eller radiofrekvenssignaler og tilbage igen. Når de konverterer dataene til laserlys, det optiske modul sender dataene til jorden. For at gøre det, modulet skal være perfekt spidset for at modtage og overføre dataene. Controllerelektronikmodulet (CE) kommanderer aktuatorer til at hjælpe med at pege og stille teleskopet på trods af enhver bevægelse eller vibration på rumfartøjet.

LCRD bestod for nylig med succes en vigtig beslutningspunktsgennemgang og er gået videre til integrations- og testfasen i udviklingen, hvor ingeniører vil sikre, at hver komponent vil opføre sig efter hensigten, efter at instrumentet er lanceret. Lancering er planlagt til at finde sted i sommeren 2019.

LCRD -teamet ledes af NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Partnere inkluderer NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, og MIT's Lincoln Laboratory.

LCRD er et projekt inden for NASA's Space Technology Mission Directorate's Technology Demonstration Mission, som udfører demonstrationer på tværs af niveauer af tværgående teknologier og kapaciteter og bygger bro mellem videnskabelige og tekniske udfordringer og de teknologiske innovationer, der er nødvendige for at overvinde dem, muliggør robuste nye rummissioner som LCRD.