NASAが発表：これまでで最長距離の光通信実証が完了！

アメリカ航空宇宙局 (NASA) は、進行中の深宇宙光通信 (DSOC) 実験が、カリフォルニア州パロマー天文台のヘイル望遠鏡から約 1,600 万キロメートル (1,000 万マイル) 離れた場所で近赤外線レーザーの発射に成功したと発表しました。 NASAによれば、これはこれまでで最も遠い光通信のデモンストレーションだという。
最近打ち上げられたプシュケ宇宙船では、DSOC は、プシュケが火星と木星の間の主要小惑星帯に移動する際の 2 年間の技術実証中に、高帯域幅のテスト データを地球に送信するように構成されています。南カリフォルニアにある NASA のジェット推進研究所は、DSOC と木星の両方を管理しています。プシュケ。 DSOCとプシュケ。
光通信技術のデモンストレーション（「ファーストライト」と呼ばれる）は、近赤外線信号を送受信できるプシュケの重要なペイロード機器であるフライトレーザートランシーバーのロックオンに成功した後、11月14日の早朝に可能になった。カリフォルニア州テーブルマウンテンの光通信望遠鏡研究所からの強力なアップリンクレーザービーコンへの光」）の実現に成功しました。
その過程で、アップリンク ビーコンは、トランシーバーがダウンリンク レーザーをテーブル マウンテンの 130 キロメートル (100 マイル) 南にあるパロマーに向けるのに役立ち、トランシーバーと地上局の自動システムがその照準を微調整しました。
ワシントン DC にある NASA 本部の技術デモンストレーション担当ディレクターである Trudy Kortes 氏は、「『FIRST LIGHT』の達成は、今後数か月における DSOC の多くの重要なマイルストーンの 1 つであり、科学情報や高度な情報を送信できるより高いデータ レートへの道を切り開くものです。」 -高解像度の画像とストリーミングビデオ通信により、人類の次の大きな飛躍、つまり人類を火星に送ることをサポートする道が開かれます。」
DSOC の新たなマイルストーン
テスト データもアップリンクとダウンリンクのレーザーを介して同時に送信されました。これは「リンクを閉じる」として知られるプロセスであり、これが実験の主な目的でした。 この技術デモンストレーションでは Psyche ミッション データは送信されませんが、Psyche ミッション サポート チームと緊密に連携して、DSOC の運用が宇宙船の運用に干渉しないようにしています。
NASAのジェット推進研究所(JPL)のDSOC運用ディレクター、ミーラ・スリニバサン氏は、「火曜日午前のテストは、地上機器と飛行トランシーバーが完全に統合された初めての試験であり、DSOCとPsyche運用チームが連携して作業する必要があった」と述べた。これは気の遠くなるような挑戦であり、やるべきことはまだたくさんありますが、非常に短期間で一部のデータを送信、受信、デコードすることができました。」
この成果を達成する前に、プロジェクトでは、飛行レーザー トランシーバーの保護カバーの取り外しから機器の電源投入まで、他のいくつかの重要なノードを調査する必要がありました。 一方、プシュケ宇宙船は、推進システムへの電力供給や、2028年に小惑星プシュケに到着する際に科学目的で使用される機器のテストなど、独自の検査を受けている。
最初の光、最初のビット送信
DSOC チームは今後、トランシーバーの上流および下流レーザーの指向性を制御するシステムの改善に取り組む予定です。 このプロジェクトが成功すると、トランシーバーからパロマーへの高帯域幅のデータ送信が、地球からのさまざまな距離においてどのようにして常に維持されるかを実証し始めることができます。
データはレーザーの光子 (光の量子粒子) のビットとしてエンコードされます。 超伝導高効率検出器の特別なアレイが光子を検出した後、新しい信号処理技術を使用して、ヘイル望遠鏡に到達する個々の光子からデータを抽出します。
DSOC 実験は、現在宇宙船で使用されている最先端の無線周波数システムよりも 10 ～ 100 倍高いデータ転送速度を実証するように設計されています。 無線通信と近赤外線レーザー通信はどちらも電磁波を使用してデータを送信しますが、近赤外線はデータをより密な波に詰め込み、地上局がより多くのデータを受信できるようにします。 これは、将来の人間とロボットの探査ミッションに役立ち、より高解像度の科学機器をサポートします。
光学は宇宙通信の無限の可能性を切り開きます
NASA の宇宙通信航法 (SCaN) プログラムの先端通信航法技術部門のディレクター、ジェイソン・ミッチェル氏は次のように述べています。 「人類による深宇宙探査が可能になります。データが増えれば、より多くの発見が行われることになります。」
光通信は地球近傍軌道や月面で実証されていますが、深宇宙で試験されたのはDSOCが初めてです。 レーザー ポインターを使用して 1 マイル離れたペニーを追跡するのと同じように、何百万マイルも離れた場所にレーザー ビームを向けるには、非常に正確な「ポインティング」が必要です。
JPLのDSOCプログラムの技術スペシャリストであるアビ・ビスワス氏は、「『ファースト・ライト』の達成は大きな成果だ。地上システムは、PsycheのDSOC飛行トランシーバーからの深宇宙レーザー光子の検出に成功した。また、いくつかのデータを送信することもできた。宇宙の奥深くで『光』を交換できたことを意味します。」