Deep Space Optical Communications (DSOC): NASA testet Laser

Radio Frequenzbasiert tief Raum Die Kommunikation ist aufgrund der geringen Bandbreite und des zunehmenden Bedarfs an hohen Datenübertragungsraten mit Einschränkungen konfrontiert. Laser- oder optische Systeme können die Kommunikationsbeschränkungen überwinden. NASA hat die Laserkommunikation über extreme Entfernungen getestet und die Kommunikation mit hoher Bandbreite in der Tiefe demonstriert Raum als es ein ultrahochauflösendes Video per Laser aus einer Entfernung von 32 Millionen Kilometern von der Raumsonde Psyche, die sich derzeit durch die Tiefe bewegt, zur Erde strahlte Raum Der metallreiche Asteroid Psyche liegt im Asteroidengürtel dazwischen Mars und Jupiter. Dies war die erste Demonstration optischer Kommunikation jenseits des Mondes. Tief Raumfahrt Die Netzwerkantenne (DSN) empfing beides Radio Frequenz- und Nahinfrarot-Lasersignale.

Tief Raum Die Kommunikation erfolgt meist über Funkfrequenzen. Allerdings können hochfrequenzbasierte Systeme die aktuellen und zukünftigen Kommunikationsanforderungen nicht erfüllen Raum angesichts der begrenzten Bandbreite und der ständig steigenden Nachfrage nach hohen Datenübertragungsraten.

Andererseits bietet die laser- oder optische Kommunikation viele Vorteile im Hinblick auf große Bandbreiten, Verbindungen mit hoher Datenrate und Terminals mit geringem SWaP (Größe, Gewicht und Leistung). Es hat das Potenzial, die Datenraten um das 10- bis 100-fache der Kapazität der derzeit verwendeten hochentwickelten Funksysteme zu steigern und so die Kommunikationsbeschränkungen zu überwinden. Daher ist es unerlässlich, die optische Kommunikation für die Tiefenkommunikation mit hoher Kapazität voranzutreiben Raum Kommunikation, die in der Lage ist, zukünftige interplanetare Datenübertragungsanforderungen zu erfüllen.

Tief Raumfahrt Das Experiment zur optischen Kommunikation (DSOC) ist eine Technologiedemonstrationsnutzlast an Bord der Raumsonde Psyche, die derzeit durch die Tiefe reist Raum bis metallreich Asteroid Psyche liegt im Asteroidengürtel dazwischen Mars und Jupiter. Im Dezember 2023 demonstrierte es die Kommunikation mit hoher Bandbreite in der Tiefe Raum als es ein ultrahochauflösendes Video per Laser aus 32 Millionen Kilometern Entfernung im Weltraum zur Erde strahlte. Dies war die erste Demonstration optischer Kommunikation jenseits des Mondes.

The Deep Raumfahrt Network (DSN) ist ein Netzwerk von Einrichtungen in verschiedenen Teilen der Welt, um mit weit entfernten Raumfahrzeugen zu kommunizieren, die das Sonnensystem erforschen. Eine experimentelle Antenne dieses Netzwerks empfing sowohl Radio- als auch Lasersignale, die von der Raumsonde Psyche im Weltraum ausgestrahlt wurden. Dies legt nahe, dass DSN-Antennen, die derzeit über Funksignale mit Raumfahrzeugen kommunizieren, für Laserkommunikation nachgerüstet werden könnten.

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References:

Karmous S., et al. 2022. Wie kann optische Kommunikation die Zukunft der Weltraumkommunikation gestalten? Eine Umfrage. Vorabdruck arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.04933