الاتصالات البصرية في الفضاء العميق (DSOC): ناسا تختبر الليزر  

راديو التردد على أساس عميق الفضاء تواجه الاتصالات قيودًا بسبب انخفاض عرض النطاق الترددي والحاجة المتزايدة إلى معدلات نقل بيانات عالية. يتمتع النظام المعتمد على الليزر أو البصري بالقدرة على كسر قيود الاتصال. وكالة ناسا لقد اختبرت اتصالات الليزر على مسافات بعيدة وأظهرت اتصالات ذات نطاق ترددي عالٍ في العمق الفضاء عندما أرسلت إلى الأرض فيديو فائق الوضوح عبر الليزر من مسافة 32 مليون كيلومتر، من المركبة الفضائية Psyche التي تسافر حاليا عبر أعماق الأرض الفضاء إلى الكويكب Psyche الغني بالمعادن الموجود في حزام الكويكبات بينهما المريخ والمشتري. كان هذا أول عرض للاتصالات البصرية خارج القمر. عميق الفضاء استقبل هوائي الشبكة (DSN) كليهما راديو إشارات الليزر والترددات القريبة من الأشعة تحت الحمراء.  

التناول العميق الفضاء يتم إجراء الاتصالات في الغالب باستخدام ترددات الراديو. ومع ذلك، فإن النظام المعتمد على الترددات الراديوية لا يمكنه تلبية احتياجات الاتصالات الحالية والمستقبلية الفضاء القطاع في ضوء النطاق الترددي المحدود والطلب المتزايد باستمرار على معدلات نقل البيانات العالية.  

من ناحية أخرى، يوفر الاتصال المعتمد على الليزر أو الضوء العديد من المزايا من حيث عروض النطاق الكبيرة، وروابط معدل البيانات المرتفع، والمحطات الطرفية المنخفضة SWaP (الحجم والوزن والطاقة). ولديه القدرة على تعزيز معدلات البيانات بما يتراوح بين 10 إلى 100 ضعف قدرة معظم أنظمة الراديو المتطورة المستخدمة حاليًا، وبالتالي يمكنه كسر قيود الاتصال. ومن هنا ضرورة النهوض بالاتصالات الضوئية العميقة ذات القدرات العالية الفضاء اتصالات قادرة على تلبية الاحتياجات المستقبلية لنقل البيانات بين الكواكب.   

التناول العميق الفضاء تجربة الاتصالات البصرية (DSOC) هي عبارة عن حمولة توضيحية للتكنولوجيا على متن المركبة الفضائية Psyche والتي تسافر حاليًا عبر أعماق الأرض الفضاء إلى غنية بالمعادن الكويكب النفس تقع في حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري. وفي ديسمبر 2023، أظهرت اتصالات النطاق الترددي العالي بشكل عميق الفضاء عندما أرسلت إلى الأرض فيديو فائق الوضوح عبر الليزر من مسافة 32 مليون كيلومتر في الفضاء السحيق. كان هذا أول عرض للاتصالات البصرية خارج القمر.   

عمق الفضاء الشبكة (DSN) هي شبكة من المرافق الموجودة في أجزاء مختلفة من العالم للتواصل مع المركبات الفضائية البعيدة التي تستكشف النظام الشمسي. استقبل هوائي تجريبي لهذه الشبكة إشارات الراديو والليزر المبثوثة من المركبة الفضائية Psyche في الفضاء السحيق. يشير هذا إلى أن هوائيات DSN التي تتواصل حاليًا مع المركبات الفضائية عبر إشارات الراديو يمكن تعديلها وتحديثها للاتصالات الليزرية.  

*** 

المراجع:  

1. كرموس س. وآخرون 2022. كيف يمكن للاتصالات الضوئية أن تشكل مستقبل اتصالات الفضاء السحيق؟ استبيان. طباعة مسبقة arXiv. معرف الهوية الرقمي: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.04933 

2. روبنسون بي أس، 2023. الاتصالات البصرية لاستكشاف الفضاء والعلوم. مؤتمر اتصالات الألياف الضوئية 2023. 

3. يعرض العرض التوضيحي التكنولوجي التابع لناسا أول فيديو من الفضاء السحيق عبر الليزر. تم النشر في 18 ديسمبر 2023. متاح على https://www.nasa.gov/directorates/stmd/tech-demo-missions-program/deep-space-optical-communications-dsoc/nasas-tech-demo-streams-first-video-from-deep-space-via-laser/ 

4. ناسا. الأخبار - هوائي ناسا التجريبي الجديد يتتبع ليزر الفضاء السحيق. تم النشر في 08 فبراير 2024. متاح على https://www.nasa.gov/technology/space-comms/deep-space-network/nasas-new-experimental-antenna-tracks-deep-space-laser/ 

5. الاتصالات البصرية في الفضاء السحيق (DSOC) https://www.nasa.gov/mission/deep-space-optical-communications-dsoc/ 

6. مهمة النفس. https://science.nasa.gov/mission/psyche/  

7. شبكة الفضاء السحيق التابعة لناسا (DSN) https://www.jpl.nasa.gov/missions/dsn  

***