Die NASA kann jetzt mithilfe von Lasern mit ihren Raumfahrzeugen kommunizieren

Die NASA hat ein Kommunikationsproblem: Die von Raumfahrzeugen für die Kommunikation genutzten Funkfrequenzen werden zu stark ausgelastet . Da immer mehr Missionen in den Weltraum geschickt werden und diese Missionen mit immer ausgefeilteren Instrumenten ausgestattet sind, wächst die Datenmenge, die zur Erde zurückgesendet werden muss, über die Kapazität aktueller Funkkommunikationssysteme hinaus.

Die Lösung dieses Problems besteht darin, höhere Frequenzen zu verwenden, die mehr Daten übertragen können. Doch bevor ein neues Kommunikationssystem flächendeckend eingesetzt werden kann, muss es getestet werden.

Das ist das Ziel des Deep Space Optical Communications-Tests, bei dem die Psyche-Mission zum Hauptasteroidengürtel des Sonnensystems mitgeflogen ist, um zu testen, ob es möglich ist, Laser für eine effizientere Kommunikation einzusetzen. Das Experiment sendete letztes Jahr seine ersten Testdaten zurück , und Anfang des Jahres konnte es erfolgreich tatsächliche Raumfahrzeugdaten zurücksenden .

Jetzt hat DSOC einen neuen Meilenstein erreicht, da es seine erste Betriebsphase abgeschlossen und Daten aus einer Entfernung von 290 Millionen Meilen gesendet hat – das ist die gleiche maximale Entfernung, die zwischen der Erde und dem Mars am weitesten voneinander entfernt besteht.

„Der Meilenstein ist bedeutsam. „Laserkommunikation erfordert ein sehr hohes Maß an Präzision, und bevor wir mit Psyche starteten, wussten wir nicht, wie stark die Leistungseinbußen auf unseren größten Entfernungen sein würden“, sagte Meera Srinivasan, Betriebsleiterin des DSOC, in einer Erklärung . „Jetzt wurden die Techniken, die wir zum Verfolgen und Zeigen verwenden, verifiziert, was bestätigt, dass optische Kommunikation eine robuste und transformative Methode zur Erforschung des Sonnensystems sein kann.“

Vor dem Start von DSOC waren die Ingenieure zuversichtlich, dass Laserkommunikation möglich sei, und sie hatten Schätzungen darüber, wie genau sie über sehr große Entfernungen sein würden. Aber bei jeder Raumfahrttechnologie ist es immer wichtig zu überprüfen, ob die Dinge sowohl in der Praxis als auch in der Theorie funktionieren. Eine der größten Herausforderungen für DSOC bestand darin, sicherzustellen, dass die Antennen am Boden und das Raumschiff genau genug aufeinander ausgerichtet werden konnten, um Daten über enorme Entfernungen zu senden.

Das Team wollte außerdem testen, welche Datenraten bei der Laserkommunikation aus unterschiedlichen Entfernungen zu erwarten sind. In einer Entfernung von 53 Millionen Kilometern, vergleichbar mit dem erdnächsten Mars, erreichte DSOC eine Bitrate von 267 Megabit pro Sekunde, was der Geschwindigkeit von Breitband-Internet ähnelt. In einer viel größeren Entfernung von 240 Millionen Meilen schaffte es immer noch 6,25 Megabit pro Sekunde. Man sieht, wie stark die Bitrate durch die Entfernung sinkt, aber die neue Rate ist immer noch viel schneller, als es mit aktuellen Funkkommunikationssystemen möglich ist.

Nachdem der erste Teil des Tests nun abgeschlossen ist, wurde der Transceiver ausgeschaltet. Aber das Experiment ist noch nicht beendet, denn nächsten Monat wird es wieder eingeschaltet, um zu überprüfen, ob die Hardware ein ganzes Jahr im Weltraum übersteht und weiterhin gut funktioniert.

„Wir schalten den Fluglaser-Transceiver ein und überprüfen kurz seine Funktionalität“, sagte Ken Andrews, Projektleiter für den Flugbetrieb. „Sobald dies erreicht ist, können wir uns darauf freuen, den Transceiver während unserer Post-Konjunktionsphase, die später im Jahr beginnt, mit seinen vollen Designfähigkeiten zu betreiben.“