«Артемида-2» будет общаться с помощью космических лазеров

Apr 16, 2023

Когда в ноябре 2024 года запустится высокая ракета системы космического запуска НАСА (если все пойдет по плану), миссия «Артемида-2» будет нести четырех астронавтов и ультрасовременное устройство связи, столь же важное, как и системы жизнеобеспечения корабля.

Более десяти лет космическое агентство работало над разработкой нового метода связи на основе инфракрасных лазеров, который заменит старые, громоздкие радиосистемы, передающие данные с гораздо меньшей скоростью. В космосе система оптической связи Orion Artemis 2 «O2O» будет служить основным каналом связи экипажа с Центром управления полетами НАСА в Хьюстоне.

«Артемида» не приземлится на Луну – космический корабль «Орион» способен войти в атмосферу и приводниться в земном океане, но не приземлиться на твердую землю. Он облетит Луну на расстоянии 40 000 миль от нее и передаст на Землю гигабайты лунных кадров. O2O может одновременно передавать около 30 потоковых HD-фильмов.

«Идея состоит в том, чтобы обеспечить передачу видео высокой четкости на Луну и обратно по лазерным каналам связи», — говорит в пресс-релизе руководитель проекта НАСА Стивен Горовиц. «Если вы вспомните изображения миссии «Аполлон», они были зернистыми и трудными для просмотра, но O2O позволит астронавтам «Артемиды» отправлять видео и изображения значительно более яркими и подробными».

Подробнее: Познакомьтесь с четырьмя астронавтами, которые скоро отправятся в путешествие на Луну

Поскольку человеческие жизни будут в определенной степени зависеть от того, сможет ли этот новомодный способ связи выдержать экстремальные условия, инженеры потратили много лет на его совершенствование. Первая важная веха произошла в 2013 году, когда исследователь лунной атмосферы, пыли и окружающей среды (LADEE) в форме банки из-под газировки полетел на Луну и передал информацию обратно на Землю с помощью лазеров.

18 октября 2013 года небольшой роботизированный корабль соединился с помощью лазера с наземной станцией в комплексе НАСА «Уайт Сэндс» в Лас-Крусес, штат Нью-Мексико, и отправил видеопотоки высокой четкости на Луну и обратно.

Подробнее: Крупнейшие космические миссии, которые стоит ожидать в 2023 году

Теперь, когда лазерная связь продемонстрировала свою полезность, НАСА начало запускать новую лазерную инфраструктуру на орбиту Земли для отправки и получения сообщений и изучения новой технологии. В период с 2014 по 2017 год на Международной космической станции (МКС) размещалась система OPALS (Оптическая полезная нагрузка для лазерной связи), которая осуществляла лазерную связь с Землей, начиная с потока HD, в котором говорилось: «Привет, мир!»

НАСА также запустило несколько небольших лазерных спутников и важный ретранслятор, способный принимать сообщения и отправлять их на приемные станции агентства. Чтобы избежать облачности, НАСА построило объекты (которые напоминают небольшие обсерватории) на Гавайях, в Калифорнии и Нью-Мексико, где телескопы фиксируют ближний инфракрасный свет.

Читать далее: Будущее спутников за созвездиями

O2O содержит небольшой 4-дюймовый телескоп и модем для обработки данных — компоненты, которые уже прошли строгие испытания на «шейкерном столе» и в вакуумных камерах. Модем превращает необработанные компьютерные данные в световые узоры и наоборот – подобно тому, как старые компьютерные модемы с коммутируемым доступом превращали длинные веб-сайты в звук.

Члены экипажа будут использовать высокоскоростную связь для получения инструкций и передачи результатов экспериментов, и, как астронавты на МКС, они будут иметь возможность транслировать свои изображения в наземный Интернет.

Не ожидайте, что лазерная связь в ближайшее время обгонит оптоволоконные сети – на сегодняшний день для передачи сообщений необходимы спутники или четкая линия света.

Подобная система может быть полезна в квантовых вычислениях, где невозможно использовать оптоволоконные кабели на большие расстояния. Новый детектор фотонов, разработанный исследователями из Лаборатории реактивного движения, может обеспечить необходимую исключительную чувствительность.

Подробнее: Нил Деграсс Тайсон отвечает на объявление об «Артемиде 2»