V poslednej dobe s cieľom zlepšiťVesmírna komunikácia NASANASA plánuje v roku 2023 poslať na vesmírnu stanicu demonštráciu technológie s názvom Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T). spustený v decembri 2021, dokončí prvý obojsmerný laserový reléový systém NASA.
Výhody laserových komunikačných systémov
Laserové komunikačné systémy využívajú neviditeľné infračervené svetlo na odosielanie a prijímanie informácií pri oveľa vyšších prenosových rýchlostiach. Kým pôvodnému rádiofrekvenčnému systému trvalo odoslanie kompletnej mapy Marsu späť na Zem asi deväť týždňov, pomocou laserov to trvalo asi deväť dní. Takže s vyššími rýchlosťami prenosu dát môže misia poslať na Zem viac obrázkov a videa v jednom prenose. Po nainštalovaní na vesmírnu stanicu bude ILLUMA-T demonštrovať výhody vyšších rýchlostí prenosu dát pre misie LEO. Laserová komunikácia poskytuje väčšiu flexibilitu misií a rýchly spôsob prístupu k údajom z vesmíru. NASA v súčasnosti integruje túto technológiu do demonštrácií blízko Zeme, Mesiaca a hlbokého vesmíru.
Okrem výhod rýchlejších dátových tokov ponúkajú laserové systémy aj kľúčové výhody v dizajne kozmických lodí vďaka svojej nižšej hmotnosti a nižšej spotrebe energie. ILLUMA-T, ktorá je približne veľká ako štandardná chladnička, bude zabezpečená k externému modulu na vesmírnej stanici pre demonštrácie prostredníctvom LCRD. V súčasnosti LCRD demonštruje výhody laserového relé na geosynchrónnej obežnej dráhe (22, 000 míľ od Zeme) na ďalšie zdokonalenie laserových schopností NASA prenášaním údajov a vykonávaním experimentov medzi dvoma pozemnými stanicami. Keď ILLUMA-T vstúpi do stanice, terminál odošle dáta vo vysokom rozlíšení, vrátane obrázkov a videa, do LCRD rýchlosťou 1200 megabitov za sekundu. Údaje sa potom z LCRD odošlú na pozemné stanice na Havaji a v Kalifornii. Táto ukážka ukáže, ako môže laserová komunikácia prospieť misiám NEO.
ILLUMA-T sa spúšťa ako náklad pre 29. misiu SpaceX Commercial Resupply Services pre NASA. Počas prvých dvoch týždňov po štarte bude ILLUMA-T odstránený z kufra kozmickej lode Dragon a nainštalovaný na japonskom expozičnom zariadení (JEM-EF) vesmírnej stanice. Po nainštalovaní užitočného zaťaženia tím ILLUMA-T vykoná počiatočné testy a kontroly na obežnej dráhe. Akonáhle to bude dokončené, tím sa bude tlačiť smerom k prvému svetlu užitočného zaťaženia - hlavnému míľniku pre misiu, ktorá prenesie prvé laserové svetlo do LCRD prostredníctvom svojho optického teleskopu. Akonáhle bude prítomné prvé svetlo, začnú sa experimenty s prenosom dát a laserovou komunikáciou, ktoré budú pokračovať počas plánovanej misie.
Testovanie laserov v rôznych scenároch
V budúcnosti budú operačné laserové komunikácie dopĺňať rádiofrekvenčné systémy, na ktoré sa mnohé vesmírne misie stále spoliehajú pri prenose údajov späť na Zem. Aj keď ILLUMA-T nie je prvou misiou na testovanie laserovej komunikácie vo vesmíre, posúva NASA o krok bližšie k praktickej aplikácii tejto technológie.
Okrem LCRD medzi predchodcov ILLUMA-T patrí 2022 TeraByte InfraRed Delivery System, ktorý v súčasnosti testuje laserovú komunikáciu na malom CubeSat na obežnej dráhe blízko Zeme, a Lunar Laser Communications Demonstration, ktorá počas lunárnej atmosféry a prachového prostredia v roku 2014 Prieskumnícka misia, posielala dáta tam a späť medzi obežnou dráhou Mesiaca a Zemou; a optické užitočné zaťaženie Lasercomm Science 2017, ktoré demonštrovalo, ako môže laserová komunikácia urýchliť tok informácií medzi Zemou a vesmírom v porovnaní s rádiovými signálmi.
Testovanie schopnosti laserovej komunikácie produkovať vyššiu rýchlosť prenosu dát v rôznych scenároch pomôže leteckej komunite ďalej zdokonaliť schopnosti pre budúce misie na Mesiac, Mars a hlboký vesmír.
