Hiljuti selleks, et parandadaNASA kosmoseside2023. aastal kavatseb NASA saata kosmosejaama tehnoloogiademonstratsiooni nimega Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T). 2021. aasta detsembris käivitatud, viib lõpule NASA esimese kahesuunalise, otsast lõpuni laserreleesüsteemi.
Laserkommunikatsioonisüsteemide eelised
Laserkommunikatsioonisüsteemid kasutavad nähtamatut infrapunavalgust teabe saatmiseks ja vastuvõtmiseks palju suurema andmeedastuskiirusega. Kui algsel raadiosagedussüsteemil kulus Marsi täieliku kaardi Maale tagasi saatmiseks umbes üheksa nädalat, siis laserite kasutamisel kulus umbes üheksa päeva. Seega saab missioon suurema andmeedastuskiirusega Maale saata rohkem pilte ja videot ühe edastusega. Pärast kosmosejaama paigaldamist demonstreerib ILLUMA-T suurema andmeedastuskiiruse eeliseid LEO missioonide jaoks. Laserside tagab suurema paindlikkuse ja kiire viisi kosmosest andmetele juurde pääseda. NASA integreerib praegu seda tehnoloogiat Maa-, Kuu- ja süvakosmose demonstratsioonides.
Lisaks kiirema andmeedastuskiiruse eelistele pakuvad lasersüsteemid kosmoselaevade projekteerimisel ka olulisi eeliseid nende kergema kaalu ja väiksema energiatarbimise tõttu. ILLUMA-T, mis on ligikaudu tavalise külmiku suurune, kinnitatakse välise mooduli külge. kosmosejaamas demonstratsioonideks LCRD kaudu. Praegu demonstreerib LCRD laserrelee eeliseid geosünkroonsel orbiidil (Maast 22,{2}} miili kaugusel), et täiustada NASA laserivõimalusi, edastades andmeid ja tehes katseid kahe maapealse jaama vahel. Kui ILLUMA-T jaama siseneb, saadab terminal LCRD-le kõrge eraldusvõimega andmeid, sealhulgas pilte ja videot, kiirusega 1200 megabitti sekundis. Seejärel saadetakse andmed LCRD-st Hawaii ja California maapealsetesse jaamadesse. See esitlus näitab, kuidas lasersuhtlus võib NEO missioonidele kasu saada.
ILLUMA-T käivitatakse SpaceXi NASA 29. kommertsvarustuse missiooni kasuliku koormana. Esimese kahe nädala jooksul pärast starti eemaldatakse ILLUMA-T Dragoni kosmoselaeva pagasiruumist ja paigaldatakse kosmosejaama Jaapani eksperimendimooduli eksponeerimisseadmesse (JEM-EF). Kui kasulik koormus on paigaldatud, viib ILLUMA-T meeskond läbi esialgsed testid ja kontrollid orbiidil. Kui see on lõpule jõudnud, liigub meeskond kasuliku koorma esimese valguse poole - missiooni jaoks on oluline verstapost, mis edastab esimese laservalguse läbi optilise teleskoobi LCRD-le. Kui esimene valgus on kohal, algavad andmeedastuse ja laserside katsed ning need jätkuvad kogu kavandatud missiooni vältel.
Laserite testimine erinevates stsenaariumides
Tulevikus täiendab operatiivne laserside raadiosagedussüsteeme, millele paljud kosmosemissioonid andmete Maale tagasi saatmisel endiselt toetuvad. Kuigi ILLUMA-T ei ole esimene missioon laserside testimiseks kosmoses, viib see NASA sammu võrra lähemale selle tehnoloogia praktilisele rakendamisele.
Lisaks LCRD-le on ILLUMA-T eelkäijate hulgas 2022. aasta terabaidine infrapuna-edastussüsteem, mis katsetab praegu Maa-lähedasel orbiidil väikese CubeSati lasersidet, ja Lunar Laser Communications Demonstration, mis 2014. aasta Kuu keskkonna ja tolmu keskkonnas. Exploreri missioon, saatis andmeid edasi-tagasi Kuu orbiidi ja Maa vahel; ja 2017. aasta Lasercomm Science'i optiline kasulik koormus, mis näitas, kuidas laserside võib kiirendada teabevoogu Maa ja kosmose vahel võrreldes raadiosignaalidega.
Laserkommunikatsiooni võimekuse testimine suurema andmeedastuskiiruse saavutamiseks mitmesugustes stsenaariumides aitab kosmoseagentuuril veelgi täiustada tulevaste Kuu, Marsi ja süvakosmose missioonide võimalusi.
