11 декабря эксперимент НАСА по оптической связи в глубоком космосе передал потоковое видео сверхвысокой четкости с рекордного расстояния в 19 миллионов миль (31 миллион километров, что примерно в 80 раз превышает расстояние между Землей и Луной). Эта веха является частью демонстрации технологий НАСА, направленных на передачу видео и других данных с высокой пропускной способностью из глубокого космоса, что позволит осуществить будущие миссии человека за пределами околоземной орбиты.
НАСА совершило прорыв в области связи в дальнем космосе, передав видео высокой четкости на расстояние 19 миллионов миль, открыв путь для передовой передачи данных при исследовании космоса. Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Заместитель администратора НАСА Пэм Мелрой сказала: «Это достижение подчеркивает нашу приверженность развитию оптической связи, важнейшего элемента в удовлетворении будущих потребностей в передаче данных. Улучшение нашей пропускной способности имеет решающее значение для достижения будущих исследовательских и научных целей, и мы с нетерпением ожидаем дальнейшего развития этой технологии и трансформации того, как мы общаемся в будущих межзвездных миссиях».
11 декабря в Лаборатории реактивного движения Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) члены команды DSOC посмотрели первое потоковое видео высокой четкости, отправленное из глубокого космоса с помощью лазера. На видео, отправленном приемопередатчиком DSOC на борту космического корабля «Психея», находящегося почти в 19 миллионах миль от Земли, изображен кот по имени Тейтерс. Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Демонстрация транслировала 15 секунд тестового видео с помощью новейшего инструмента, называемого летающим лазерным приемопередатчиком (на фото ниже). Видеосигналу, отправленному с максимальной скоростью передачи данных системы 267 мегабит в секунду (Мбит/с), потребовалось 101 секунда, чтобы достичь Земли. Прибор, способный отправлять и принимать сигналы ближнего инфракрасного диапазона, передает закодированные лазерные сигналы ближнего инфракрасного диапазона на телескоп Хейла в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института в округе Сан-Диего, Калифорния, где они загружаются. Каждый кадр зацикленного видео затем отправляется «в прямом эфире» в Лабораторию реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, где видео воспроизводится в реальном времени.
В апреле 2021 года летающий лазерный приемопередатчик для демонстрации технологии дальней космической оптической связи (DSOC) был выставлен в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, а затем был установлен в коробчатом корпусе и интегрирован с космическим кораблем НАСА Psyche. Приемопередатчик состоит из лазерного передатчика ближнего инфракрасного диапазона, который отправляет данные с высокой скоростью на Землю, и чувствительной камеры для подсчета фотонов, которая принимает данные с более низкой скоростью с земли. Трансивер установлен на сборке стоек и приводов, показанных здесь, которые служат для стабилизации оптики от вибраций космического корабля. Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Демонстратор лазерной связи, запущенный 13 октября в рамках миссии НАСА «Психея», предназначен для передачи данных из глубокого космоса со скоростью, в 10–100 раз превышающей скорость самых современных радиочастотных систем, используемых в настоящее время в миссиях в дальний космос. Пока «Психея» летит к главному поясу астероидов между Марсом и Юпитером, демонстрация технологии будет отправлять сигналы с высокой скоростью передачи данных на максимальное расстояние Красной планеты от Земли. Таким образом, это открывает путь к более скоростным коммуникациям, способным передавать сложную научную информацию, изображения и видео высокой четкости для поддержки следующего скачка человечества: отправки людей на Марс.
«Одна из наших целей — продемонстрировать возможность широкополосной передачи видео на миллионы миль. На Psyche нет ничего, что могло бы генерировать видеоданные, поэтому мы обычно отправляем случайно сгенерированные тестовые пакеты», — сказал Билл Клипстайн, менеджер проекта технической демонстрации JPL. «Но чтобы сделать это знаменательное событие еще более запоминающимся, мы решили работать с дизайнерами Лаборатории реактивного движения над созданием забавного видеоролика, передающего суть демонстрации, которая была частью миссии «Психея».
11 декабря 2023 года НАСА воспроизвело это 15-секундное видео сверхвысокой четкости из глубокого космоса с помощью лазера. Главный герой видео — кот по имени Тейтерс. Это была часть демонстрации технологии под названием Deep Space Optical Communications (DSOC), прикрепленной к космическому кораблю Psyche, направляющемуся к поясу астероидов между Марсом и Юпитером. Графика, наложенная на оранжевого полосатого кота, показывает некоторые особенности демонстрации технологии, такие как орбитальный путь Психеи и техническую информацию о лазере. Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
В видеоклипе сверхвысокого разрешения, загруженном перед запуском, домашнее животное сотрудника JPL, рыжий полосатый кот по кличке Картошки, гонится за лазерной указкой с наложенной графикой. На кадрах показаны особенности демонстрации технологии, такие как орбитальный путь Психеи, купол телескопа Паломар, а также техническая информация о лазере и скорости передачи данных. Кроме того, отображается частота сердечных сокращений, цвет и сорт «картошки».
«Несмотря на то, что передача ведется на миллионы миль, она передает видео быстрее, чем большинство широкополосных подключений к Интернету», — сказал Райан Рогалин, руководитель проекта JPL по электронике. «На самом деле, после того как Palomar получает видео, оно отправляет его в JPL через Интернет, что медленнее, чем сигнал из глубокого космоса. Лаборатория дизайна JPL проделала огромную работу, помогая нам продемонстрировать эту технологию — все любят Taters».
На экране компьютера в зоне поддержки миссии изображен котенок «Картошки» на кадре из первого потокового видео высокой четкости, отправленного лазером из глубокого космоса, а также входящий поток данных, передающий видеокадры. Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Есть и историческая связь: начиная с 1928 года в тестовых телевизионных передачах появлялись фигурки популярного мультперсонажа Кота Феликса. Сегодня видео с кошками и заметки являются одними из самых популярных материалов в Интернете.
Последняя веха последовала за достижением «первого света» 14 ноября. С тех пор система продемонстрировала более высокую скорость передачи данных и повышенную точность наведения во время еженедельных проверок. Вечером 4 декабря проект продемонстрировал скорость передачи данных по нисходящей линии связи 62,5 Мбит/с, 100 Мбит/с и 267 Мбит/с, что эквивалентно скорости загрузки широкополосного Интернета. За этот период команда загрузила в общей сложности 1,3 ТБ данных. Для сравнения, миссия НАСА «Магеллан» на Венеру передала по нисходящей линии 1,2 терабайта данных за всю свою миссию с 1990 по 1994 год.
«Когда мы увидели первый свет, мы были взволнованы, но в то же время осторожны. Это новая технология, и мы экспериментируем с тем, как она работает», — сказал Кен Эндрюс, руководитель полетов программы JPL. «Но теперь, с помощью наших коллег из «Психеи», мы постепенно привыкли работать с системой и можем блокировать космический корабль и наземный терминал гораздо дольше, чем раньше. Во время каждой проверки мы узнаем что-то новое».
Члены команды JPL позируют для группового фото после получения первого потокового видео сверхвысокой четкости из глубокого космоса. Удаленные члены команды (включая Тейтерса) появляются на экране собрания. Слева направо: ДэнГудс, АбиБисвас, Райан Рогалин, Мира Сринивасан, Билл Клипштейн, Оливер Лэй и Кристин Чен. Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Демонстрация оптической связи в глубоком космосе является последней в серии демонстраций оптической связи, финансируемой программой Демонстрационной миссии технологий (TDM) при Управлении миссий космических технологий НАСА (Дирекция космических технологий НАСА) и поддерживаемой программой космической связи и навигации (SCaN) при Дирекции космических операций НАСА.
Источник составления: ScitechDaily.