SAN FRANCISCO – Die NASA hat sich auf die Bodenkomponente optischer Kommunikationsnetze konzentriert, während sich die U.S. Space Force Space Development Agency auf die Raum-zu-Weltraum-Kommunikation konzentriert.
Die beiden Initiativen werden sich in zwei bis drei Jahren überschneiden, wenn die NASA feststellt, ob die kommerziellen Terminals, die SDA für die Satellit-zu-Satellit-Kommunikation einsetzt, Daten zur Erde übertragen können.
„Wir werden einige kommerzielle Raumterminals ansteuern, die mit unseren bestehenden Bodenstandorten kommunizieren“, sagte Jason Mitchell, Programmleiter für Raumfahrtkommunikation und Navigation der NASA SpaceNews beim Treffen der American Geophysical Union hier im Dezember.
Raum zu Boden
Atmosphärische Turbulenzen machen die Übertragung optischer Daten zum Boden zu einer Herausforderung. Für eine erfolgreiche Übertragung sind Vorhersagen und Modellierungen erforderlich, um zu bestimmen, wie die Erdatmosphäre die Signale verzerren wird. Und Bodenstationen benötigen adaptive Optik, um diese Turbulenzen zu korrigieren.
Das Space Communications and Navigation (SCaN)-Programm der NASA befasst sich mit diesen Herausforderungen, seit die Lunar Laser Communications Demonstration 2013 mit dem Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer zum Mond reiste.
Folgende LLCD, die brach den Rekord Für die schnellste Datenrate zwischen Mond und Erde schickte die NASA das Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) in eine geosynchrone Umlaufbahn. LCRD, gehostet auf dem Satelliten 6 des Weltraumtestprogramms des Verteidigungsministeriums, hat Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 1.2 Gigabit pro Sekunde zur Erde übertragen.
Der Fortschritt in der optischen Kommunikation beschleunigt sich, sagte Mitchell, mit dem Erfolg der TeraByte InfraRed Delivery, einer Nutzlast auf dem 3 gestarteten Pathfinder Technology Demonstrator 2022 der NASA, und dem Deep Space Optical Communications (DSOC)-Experiment.
DSOC wurde im Oktober im Jet Propulsion Laboratory der NASA gestartet Psyche-Asteroiden-Mission, schickte ein 15 Sekunden langes hochauflösendes Katzenvideo an das Hale-Teleskop am Palomar-Observatorium des California Institute of Technology im San Diego County. Das Getriebe legte eine rekordverdächtige Strecke von 31 Millionen Kilometern zurück.
Dann im Dezember LCRD zum ersten Mal Daten ausgetauscht mit ILLUMA-T, dem integrierten LCRD LEO-Benutzermodem und Verstärkerterminal, das im November auf a zur Internationalen Raumstation geschickt wurde SpaceX-Frachtdrache. Durch die Zusammenarbeit von LCRD und ILLUMA-T wird erwartet, dass sie die ISS-Kommunikation verbessern.
Während Astronauten an Bord der ISS das Versprechen der optischen Kommunikation mit zusätzlicher Bandbreite begrüßen dürften, wird die Technologie besonders wichtig für Missionen außerhalb der Erdumlaufbahn sein.
„Wir müssen sicherstellen, dass wir die Menschen miteinander verbinden, während sie immer weiter durch den Weltraum reisen“, sagte Mitchell. „Wir wollen Uplink und Downlink mit hoher Bandbreite, weil man nur so isoliert ist, wie man sich fühlt.“
RF Plus optisch
Das SCaN-Programm der NASA bereitet sich auf Artemis 2 vor, die erste bemannte Mission der Raumsonde Orion. Ein Bordexperiment namens Orion Artemis 2 Optical Communications Systems, bekannt als O2O, soll Bilder und Videos mit Geschwindigkeiten von bis zu 260 Megabit pro Sekunde übertragen.
„Wir schalten es ein, nehmen die Inbetriebnahme vor und prüfen es“, sagte Mitchell. „Wenn es gut läuft, ist es unsere Absicht, so viel wie möglich [O2O] zu nutzen.“
Dennoch wird die HF-Kommunikation die Grundlage für die Artemis-2-Mission bilden.
„Wenn es ein Problem mit O2O gibt, stellt dies kein Risiko für die Mission dar“, sagte Mitchell.
Zukünftige Missionen werden ebenfalls auf optische und HF-Technologie angewiesen sein.
„Es wird immer eine Kombination sein“, sagte Mitchell. „Es wird einige Elemente geben, die für RF notwendig sind, wie zum Beispiel die Wiederherstellung aus dem sicheren Modus.“
Nächste Schritte
In Zukunft wünscht sich die NASA optische Bodenstationen, die mehrere Missionen unterstützen können.
„Wenn die Missionen über unterschiedliche Backend-Elektronik verfügen, verwenden Sie dasselbe Teleskop, tauschen aber die Elektronik aus“, sagte Mitchell. „Letztendlich möchten Sie, dass sie genauso autonom arbeiten, wie RF-Stationen jetzt funktionieren. Das ist der wahre Trick.“
Mit diesem Ziel vor Augen fördert die NASA die kommerzielle Produktion der notwendigen Technologie.
„Wir möchten sagen können: ‚Wenn Sie eine Öffnung dieser Größe wünschen, kaufen Sie das System vom Anbieter ABC, stellen Sie es auf etwas Beton und setzen Sie eine Kuppel darüber“, sagte Mitchell.
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- Quelle: https://spacenews.com/nasa-and-sda-optical-campaigns-could-share-terminals/
