Viime aikoina parantaakseenNASAn avaruusviestintäNASA aikoo lähettää avaruusasemalle vuonna 2023 teknologiaesittelyn nimeltä Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T). käynnistettiin joulukuussa 2021, ja se täydentää NASAn ensimmäisen kaksisuuntaisen, päästä päähän -laserrelejärjestelmän.
Laserviestintäjärjestelmien edut
Laserviestintäjärjestelmät käyttävät näkymätöntä infrapunavaloa tiedon lähettämiseen ja vastaanottamiseen paljon suuremmilla tiedonsiirtonopeuksilla. Alkuperäisellä radiotaajuusjärjestelmällä kesti noin yhdeksän viikkoa lähettää täydellinen Mars-kartta takaisin Maahan, kun taas laserilla kesti noin yhdeksän päivää. Siten korkeammilla tiedonsiirtonopeuksilla tehtävä voi lähettää enemmän kuvia ja videoita Maahan yhdellä lähetyksellä. Kun ILLUMA-T on asennettu avaruusasemalle, se osoittaa suuremman tiedonsiirtonopeuden edut LEO-tehtävissä. Laserviestintä tarjoaa suuremman joustavuuden ja nopean tavan päästä käsiksi tietoihin avaruudesta. NASA integroi parhaillaan tätä tekniikkaa maapallon, kuun ja syvän avaruuden esittelyihin.
Nopeiden tiedonsiirtonopeuksien etujen lisäksi laserjärjestelmät tarjoavat avaruusalusten suunnittelussa tärkeitä etuja kevyemmän painonsa ja pienemmän energiankulutuksensa ansiosta. ILLUMA-T, joka on suunnilleen tavallisen jääkaapin kokoinen, kiinnitetään ulkoiseen moduuliin avaruusasemalla mielenosoituksiin LCRD:n kautta. Tällä hetkellä LCRD esittelee laserreleen etuja geosynkronisella kiertoradalla (22,{2}} mailia Maasta) NASAn laservalmiuksien parantamiseksi edelleen lähettämällä tietoja ja suorittamalla kokeita kahden maa-aseman välillä. Kun ILLUMA-T saapuu asemalle, pääte lähettää korkearesoluutioisia tietoja, kuten kuvia ja videoita, LCRD:lle nopeudella 1 200 megabittiä sekunnissa. Tiedot lähetetään sitten LCRD:stä Havaijin ja Kalifornian maa-asemille. Tämä esittely osoittaa, kuinka laserviestintä voi hyötyä NEO-tehtävistä.
ILLUMA-T lanseerataan hyötykuormana SpaceX:n 29. kaupalliseen huoltopalveluun NASA:lle. Kahden ensimmäisen laukaisun jälkeisen viikon aikana ILLUMA-T poistetaan Dragon-avaruusaluksen rungosta ja asennetaan avaruusaseman Japanilaiseen Experiment Module Exposure Facilityyn (JEM-EF). Kun hyötykuorma on asennettu, ILLUMA-T-tiimi suorittaa alustavat testit ja kiertoradalla tehtävät tarkistukset. Kun tämä on valmis, tiimi pyrkii kohti hyötykuorman ensimmäistä valoa - tärkeä virstanpylväs tehtävälle, joka lähettää ensimmäisen laservalon LCRD:hen optisen teleskoopin kautta. Kun ensimmäinen valo on läsnä, tiedonsiirto- ja laserviestintäkokeet alkavat ja jatkuvat koko suunnitellun tehtävän ajan.
Lasereiden testaus eri skenaarioissa
Tulevaisuudessa toimiva laserviestintä täydentää radiotaajuusjärjestelmiä, joihin monet avaruustehtävät edelleen luottavat lähettäessään tietoja takaisin Maahan. Vaikka ILLUMA-T ei ole ensimmäinen tehtävä testata laserviestintää avaruudessa, se tuo NASA askeleen lähemmäksi tämän tekniikan käytännön soveltamista.
LCRD:n lisäksi ILLUMA-T:n edeltäjiä ovat 2022 TeraByte InfraRed Delivery System, joka testaa parhaillaan laserviestintää pienellä CubeSatilla lähellä maapalloa, ja Lunar Laser Communications Demonstration, joka vuoden 2014 Lunar Environment and St. Tutkimustehtävä, lähetettiin tietoja edestakaisin Kuun kiertoradan ja Maan välillä; ja vuoden 2017 Lasercomm Sciencen optinen hyötykuorma, joka osoitti, kuinka laserviestintä voi nopeuttaa tiedonkulkua Maan ja avaruuden välillä verrattuna radiosignaaleihin.
Laserviestinnän kyvyn testata korkeampia tiedonsiirtonopeuksia useissa eri skenaarioissa auttaa ilmailu-avaruusyhteisöä parantamaan valmiuksiaan tulevia Kuuhun, Marsiin ja syvään avaruuteen tähtääviä tehtäviä varten.
