NASA laserkommunikations nyttelast under integration og test

NASAs Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) mission er begyndt at integrere og teste på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Missionen vil demonstrere, hvordan en overgang fra radio til laserkommunikation eksponentielt vil forbedre den måde, vi forbinder med astronauter og rumfartøjer.

"LCRD er et stort skridt i udviklingen af ​​rumkommunikation, "sagde Dave Israel, LCRDs hovedforsker. "LCRD vil demonstrere, hvordan laserkommunikationsteknologier kan anvendes til væsentligt at forbedre kapaciteterne i NASAs kommunikationsinfrastruktur."

Indtil for nylig, NASA -rumfartøjer har helt været afhængige af radiokommunikation. Nu, NASA udvikler banebrydende laserkommunikationsteknologier i et paradigmeskift fra udelukkende radiokommunikation til en hybrid af radio og laser.

Laserkommunikation kan give 10 til 100 gange bedre datahastigheder end radio på grund af højere båndbredde. Det betyder, at laserkommunikation kan overføre flere data ad gangen end radio, selvom begge kommunikationstyper kun kan rejse lige så hurtigt som lysets hastighed. For at transmittere en en-fods opløsning "Google map" af hele Mars-overfladen, det bedste radiofrekvenskommunikationssystem ville tage ni år at sende alle dataene. Laserkommunikation kunne gøre det på ni uger. Derudover laserkommunikationssystemer optager meget mindre areal og vægt for de samme (eller bedre) datahastigheder end radiosystemer.

LCRD -missionen fortsætter arven fra Lunar Laser Communications Demonstration (LLCD), som fløj ombord på et måne-kredsende rumfartøj i 2013. Samlet set sammenlignet med traditionelle kommunikationssystemer på rumfartøjer i dag, LLCD brugte halvdelen af ​​massen, 25 procent mindre strøm, og stadig transmitteret seks gange så meget data i sekundet.

LCRD vil være banebrydende for videresendelse af data gennem lasere. Missionen vil demonstrere gennemførligheden og fordelene ved laserkommunikation i fremtidige netværk. Integration og test, i gang nu på Goddard, er et afgørende skridt for at sikre, at disse teknologier fungerer i de barske omgivelser i rummet.

"Der er tre faser til integration og test, der starter op til lancering, "sagde Glenn Jackson, LCRD nyttelast projektleder. "Vi er på vej til at afslutte den første fase, nyttelast integration, ved udgangen af ​​december. Den næste fase er at teste hele nyttelasten i et flymiljø inklusive elektromagnetisk, akustisk og termisk vakuumtest. "

Testen finder sted i Goddards miljøtestteknik og integrationsfacilitet. Faciliteten sikrer, at hvert instrument er lanceringsparat, teste dem under forhold, der efterligner lancering og plads.

Et 42 fod højt akustisk testkammer udsætter instrumenter for at lancere lyde svarende til 150 decibel, eller mængden af ​​en jet-start 80 meter væk. Et termisk vakuumkammer nedkøler rumfartøjet til temperaturer under nul i et kunstigt vakuum.

"Integration og test handler om at sikre, at instrumenterne taler til hinanden, arbejde sammen, "sagde Bill Potter, projektleder for LCRD's integrations- og testaktivitet. "Vi har et team på omkring 60 ingeniører på tværs af en række discipliner, der sikrer, at enheden fungerer efter hensigten i rummiljøet."

Ved siden af ​​test på Goddard, NASA kalibrerer Optical Ground Station 2, en af ​​to jordstationer, der vil kommunikere med LCRD. Stationen sidder på toppen af ​​et bjerg i Hawaii for at undgå overførselsforstyrrelser fra skyens dækning. NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, driver LCRD's anden grundstation på et anlæg i Taffelbjerget, Californien.

LCRD -teknologier vil, engang bevist, blive gearet ombord på to kommende NASA -missioner, det integrerede LCRD Low-Earth Orbit-brugermodem og forstærkerterminal (ILLUMA-T) og Optical-to-Orion (O2O) -projektet.

ILLUMA-T vil flyve ombord på den internationale rumstation som den første demonstration af et fuldt operationelt ende-til-ende laserkommunikationssystem. Det vil give stationen en state-of-the-art laser kommunikationsterminal med forbedret størrelse, vægt, strøm og datahastigheder over sammenlignelige radiosystemer.

NASA planlægger at flyve O2O ombord på Orion -rumfartøjet på den første flyvning med astronauter, udnytte laserkommunikation til fremtidig menneskelig rumfart. Dens højere datahastigheder gør det muligt for astronauter at videokonference med Jorden og streame high-definition video af undersøgende missioner ud over lav-jord-bane.

Den nylige lancering af NASAs sidste sporings- og datarelaysatellit lukkede et kapitel i rumkommunikationens historie. Fremtidige generationer af Space Network -satellitter vil inkorporere laserteknologier udviklet i dette årti. LCRD -missionen er en vigtig milepæl på den rejse.

LCRD -missionen er et samarbejde mellem NASA's Space Technology Mission Directorate og NASA's Space Communications and Navigation programkontor, og udvikles i samarbejde med MIT Lincoln Laboratory. LCRD nyttelast vil være ombord på et amerikansk luftvåbens rumfartøj som en del af Space Test Program (STP-3) mission og er planlagt til at blive lanceret i 2019.

Besøg Exploration and Space Communications divisionens websted for mere information om LCRD og laserkommunikation.