NASAs Deep Space Optical Communications-demonstration transmitterer data over 140 millioner miles

Overgå forventningerne

NASA's demonstration af optisk kommunikation har vist, at den kan transmittere testdata med en maksimal hastighed på 267 megabit per sekund (Mbps) fra flylasertransceiverens nær-infrarøde downlink-laser - en bithastighed, der kan sammenlignes med downloadhastigheder på bredbåndsinternet.

Det blev opnået den 11. december 2023, da eksperimentet sendte en 15-sekunders ultra-high-definition video til Jorden fra 19 millioner miles væk (31 millioner kilometer, eller omkring 80 gange Jord-måne-afstanden). Videoen, sammen med andre testdata, inklusive digitale versioner af Arizona State Universitys Psyche Inspired-kunstværk, var blevet indlæst på flylasertransceiveren, før Psyche lancerede sidste år.

Nu hvor rumfartøjet er mere end syv gange længere væk, reduceres hastigheden, hvormed det kan sende og modtage data, som forventet. Under testen den 8. april transmitterede rumfartøjet testdata med en maksimal hastighed på 25 Mbps, hvilket langt overgår projektets mål om at bevise, at mindst 1 Mbps var muligt på den afstand.

Projektholdet beordrede også transceiveren til at transmittere Psyche-genererede data optisk. Mens Psyche transmitterede data over sin radiofrekvenskanal til NASAs Deep Space Network (DSN), transmitterede det optiske kommunikationssystem samtidigt en del af de samme data til Hale-teleskopet ved Caltechs Palomar Observatory i San Diego County, Californien - teknologidemoens primære downlink jordstation.

"Efter at have modtaget dataene fra DSN og Palomar, verificerede vi de optisk downlinkede data hos JPL," sagde Ken Andrews, projektflyveleder hos JPL. "Det var en lille mængde data, der blev downlinket over en kort tidsramme, men det faktum, at vi gør dette nu, har overgået alle vores forventninger."

Sjov med lasere

Efter at Psyche blev lanceret, blev den optiske kommunikationsdemo oprindeligt brugt til at downlinke forudindlæste data, inklusive Taters the cat-videoen. Siden da har projektet bevist, at transceiveren kan modtage data fra high-power uplink laseren på JPL's Table Mountain facilitet, nær Wrightwood, Californien. Data kan endda sendes til transceiveren og derefter downlinket tilbage til Jorden samme nat, som projektet beviste i et nyligt "turnaround-eksperiment."

Dette eksperiment videresendte testdata – såvel som digitale kæledyrsfotografier – til Psyche og tilbage igen, en rundtur på op til 280 millioner miles (450 millioner kilometer). Det downlinkede også store mængder af teknologidemoens egne tekniske data for at studere karakteristikaene af det optiske kommunikationslink.

"Vi har lært en hel del om, hvor langt vi kan skubbe systemet, når vi har klar himmel, selvom storme har afbrudt driften ved både Taffelbjerget og Palomar nogle gange," sagde Ryan Rogalin, projektets modtagerelektronikleder hos JPL. (Mens radiofrekvenskommunikation kan fungere under de fleste vejrforhold, kræver optisk kommunikation relativt klar himmel for at transmittere data med høj båndbredde.)

JPL ledede for nylig et eksperiment for at kombinere Palomar, den eksperimentelle radiofrekvens-optiske antenne ved DSN's Goldstone Deep Space Communications Complex i Barstow, Californien, og en detektor ved Table Mountain for at modtage det samme signal i koncert. At "arraye" flere jordstationer for at efterligne en stor modtager kan hjælpe med at booste det dybe rumsignal. Denne strategi kan også være nyttig, hvis en jordstation er tvunget offline på grund af vejrforhold; andre stationer kan stadig modtage signalet.

Leveret af NASA