یک دستاورد فضایی بزرگ؛ ارسال پیامی از فاصله ۳۵۱ میلیون کیلومتری به زمین

باشگاه خبرنگاران جوان؛ جواد فراهانی - آژانس فضایی ایالات متحده از تکمیل شصت و پنجمین و آخرین آزمایش ارتباطات نوری اعماق فضا (DSOC) که به عنوان بخشی از ماموریت Psyche انجام شد، خبر داد. این سیستم با موفقیت سیگنال‌های لیزری را در فاصله ۲۱۸ میلیون مایل (۳۵۱ میلیون کیلومتر) رد و بدل کرد و پس از دو سال فعالیت، از تمام اهداف فنی فراتر رفت و حجم عظیمی از داده‌ها، بالغ بر ۱۳.۶ ترابایت، از جمله اولین پخش ویدیوی با کیفیت بالا از اعماق فضا منتقل شد.

در طول فعالیت خود، این سیستم ۶۵ انتقال موفق بین زمین و فضاپیمای Psyche در طول سفرش به سمت سیارک هدفی به همین نام انجام داد. این سیستم با رمزگذاری داده‌ها در پالس‌های نور لیزر، اطلاعات دیجیتال را به جریان‌هایی از فوتون‌ها تبدیل می‌کند که می‌توانند میلیون‌ها مایل را طی کنند. این دستاورد نشان دهنده یک تغییر قابل توجه در فرکانس‌های رادیویی مورد استفاده توسط شبکه فضای عمیق ناسا برای دهه‌ها است.

این موفقیت، آغاز دوران جدیدی در ارتباطات فضایی است، زیرا فناوری لیزر از نظر سرعت و کارایی انتقال داده، از فناوری‌های رادیویی مرسوم پیشی می‌گیرد. این بدان معناست که فضانوردان آینده قادر خواهند بود تصاویر و ویدیو‌های با وضوح بالا را از سطح مریخ با سرعت‌های بی‌سابقه‌ای ارسال کنند.

این فناوری انقلابی به یک سیستم یکپارچه متکی است که از تأسیسات کوه تیبل در کالیفرنیا آغاز می‌شود، جایی که یک لیزر قدرتمند به سمت فضاپیما فرستاده می‌شود تا به حفظ جهت‌گیری آن کمک کند. پس از دریافت این سیگنال، فضاپیمای سایکی (Psyche) دقیقاً لیزر خود را به سمت تلسکوپ‌های زمینی هدایت می‌کند، جایی که آشکارساز‌های بسیار حساس این سیگنال‌های نوری ضعیف را ضبط می‌کنند. سپس سیستم‌های رمزگشایی پیشرفته، داده‌های اصلی را بازسازی می‌کنند و دانشمندان را قادر می‌سازند تا اطلاعات ارسال شده از فواصل معادل فاصله تا مریخ را با دقت باورنکردنی دریافت کنند.

این آزمایش به نقاط عطف متوالی دست یافته است. در دسامبر ۲۰۲۳، تنها دو ماه پس از پرتاب، این ماهواره توانست ویدیوی با کیفیت بالا را از فاصله ۱۹ میلیون مایلی با سرعت ۲۶۷ مگابیت در ثانیه، که بسیار سریع‌تر از سرعت اینترنت خانگی است، ارسال کند. سپس در دسامبر ۲۰۲۴ با ارسال داده‌ها از فاصله ۳۰۷ میلیون مایلی، رکورد جدیدی را ثبت کرد که از فاصله متوسط ​​بین زمین و مریخ فراتر رفت.

تیم علمی به دلیل حرکت مداوم زمین و فضاپیما، که نیاز به دقت بسیار بالایی در هدایت پرتو‌های لیزر داشت، با چالش‌های قابل توجهی رو‌به‌رو شد. این چالش‌ها با آب و هوای شدید و آتش‌سوزی‌های جنگلی در کالیفرنیا تشدید شد. برای رسیدگی به این چالش‌ها، دانشمندان یک آنتن ترکیبی را در مجتمع ارتباطات فضایی گلدستون آزمایش کردند که فناوری‌های نوری و رادیویی را با هم ترکیب می‌کرد. این امر راه را برای سیستم‌های آینده‌ای که انعطاف‌پذیرتر و قادر به ادامه کار با گسترش سفر‌های فضایی در منظومه شمسی هستند، هموار می‌کند.

کوین کاگینز، معاون مدیر ارتباطات و ناوبری فضایی ناسا، اظهار داشت: «با پیشرفت اکتشافات فضایی، نیاز‌های انتقال داده‌های ما پیچیده‌تر می‌شود. ماموریت‌های آینده نیاز به انتقال تصاویر با وضوح بالا و حجم عظیمی از داده‌ها از ماه و مریخ خواهند داشت. ترکیب قدرت ارتباطات نوری با قابلیت اطمینان فناوری‌های رادیویی سنتی، ما را قادر می‌سازد تا این نیاز‌های رو به رشد را برآورده کنیم.»

منبع: ScienceAlert