Nedavno, u cilju poboljšanjaNASA-ine svemirske komunikacijemogućnostima, NASA planira poslati demonstraciju tehnologije pod nazivom Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T) na svemirsku postaju 2023. Zajedno, ILLUMA-T i Laser Communications Relay Demonstration (LCRD), koji će biti lansiran u prosincu 2021., dovršit će NASA-in prvi dvosmjerni laserski relejni sustav s kraja na kraj.
Prednosti laserskih komunikacijskih sustava
Laserski komunikacijski sustavi koriste nevidljivo infracrveno svjetlo za slanje i primanje informacija puno većim brzinama prijenosa podataka. Dok je izvornom radiofrekvencijskom sustavu trebalo oko devet tjedana da pošalje kompletnu kartu Marsa natrag na Zemlju, korištenjem lasera bilo je potrebno oko devet dana. Stoga, uz veće brzine prijenosa podataka, misija može poslati više slika i videa na Zemlju u jednom prijenosu. Nakon što se instalira na svemirsku stanicu, ILLUMA-T će pokazati prednosti veće brzine prijenosa podataka za LEO misije. Laserske komunikacije pružaju veću fleksibilnost misije i brz način pristupa podacima iz svemira. NASA trenutno integrira ovu tehnologiju u demonstracije blizu Zemlje, Mjeseca i dubokog svemira.
Uz prednosti bržih brzina prijenosa podataka, laserski sustavi također nude ključne prednosti u dizajnu svemirskih letjelica zbog svoje manje težine i smanjene potrošnje energije. ILLUMA-T, koji je otprilike veličine standardnog hladnjaka, bit će pričvršćen na vanjski modul na svemirskoj stanici za demonstracije kroz LCRD. Trenutno LCRD demonstrira prednosti laserskog releja u geosinkronoj orbiti (22,000 milje od Zemlje) za daljnje usavršavanje NASA-inih laserskih mogućnosti odašiljanjem podataka i provođenjem eksperimenata između dviju zemaljskih stanica. Nakon što ILLUMA-T uđe u stanicu, terminal će poslati podatke visoke rezolucije, uključujući slike i video, u LCRD brzinom od 1200 megabita u sekundi. Podaci će zatim biti poslani s LCRD-a na zemaljske postaje na Havajima i u Kaliforniji. Ova će demonstracija pokazati kako laserske komunikacije mogu koristiti NEO misijama.
ILLUMA-T se lansira kao teret za SpaceX-ovu 29. misiju Commercial Supply Services za NASA-u. Tijekom prva dva tjedna nakon lansiranja, ILLUMA-T će biti uklonjen iz prtljažnika svemirske letjelice Dragon i postavljen na Japanski eksperimentalni modul za izlaganje (JEM-EF) svemirske postaje. Nakon što je korisni teret instaliran, ILLUMA-T tim će provesti početne testove i provjere u orbiti. Kada to bude gotovo, tim će krenuti prema prvoj svjetlosti tereta - glavnoj prekretnici za misiju, koja će odaslati prvu lasersku svjetlost do LCRD-a kroz njegov optički teleskop. Kada se pojavi prvo svjetlo, započet će eksperimenti s prijenosom podataka i laserskom komunikacijom i nastaviti se tijekom planirane misije.
Testiranje lasera u različitim scenarijima
U budućnosti će operativne laserske komunikacije nadopuniti radiofrekvencijske sustave, na koje se još uvijek oslanjaju mnoge svemirske misije za prijenos podataka natrag na Zemlju. Iako ILLUMA-T nije prva misija koja testira laserske komunikacije u svemiru, NASA-u dovodi korak bliže praktičnoj primjeni ove tehnologije.
Uz LCRD, prethodnici ILLUMA-T-a uključuju 2022 TeraByte InfraRed Delivery System, koji trenutno testira lasersku komunikaciju na malom CubeSat-u u orbiti blizu Zemlje, i Lunar Laser Communications Demonstration, koji je tijekom istraživanja Lunar Atmosphere and Dust Environment 2014. Istraživačka misija, slala podatke naprijed-natrag između Mjesečeve orbite i Zemlje; i 2017 Lasercomm Science optički teret, koji je pokazao kako laserske komunikacije mogu ubrzati protok informacija između Zemlje i svemira u usporedbi s radio signalima.
Testiranje sposobnosti laserskih komunikacija za proizvodnju većih brzina prijenosa podataka u različitim scenarijima pomoći će zrakoplovnoj zajednici da dodatno poboljša mogućnosti za buduće misije na Mjesec, Mars i duboki svemir.
