Марс подключат к Земле: NASA завершило испытания лазерной связи для дальнего космоса

После почти двух лет испытаний в суровых условиях космического пространства, устройство-демонстратор лазерной связи NASA Deep Space Optical Communications (DSOC) выполнил свои задачи и превзошел ожидания, сообщили в агентстве. Установленный приемопередатчик на борту космического аппарата «Психея», который в настоящее время находится в пути к одноименному астероиду, доказал, что использование лазеров для передачи данных возможно для поддержки будущих пилотируемых полетов, в том числе на Марс. Финальный, 65-й по счету сеанс связи, успешно прошел на расстоянии в 350 млн км от Земли, что сравнимо со средним расстоянием до Красной планеты.

«Передовые технологии лазерной связи приближают нас на один шаг к потоковой передаче видео высокой четкости и передаче ценных данных с поверхности Марса быстрее, чем когда-либо прежде», – заявил исполняющий обязанности главы NASA Шон Даффи.

Главным достижением стало не просто налаживание связи, а достижение невероятно высоких скоростей передачи информации на межпланетные расстояния. Всего через месяц после запуска в 2023 году система доказала свою работоспособность, а затем начала устанавливать рекорды. Так, 11 декабря 2023 года с расстояния 30,5 млн км был успешно передан видеоролик в сверхвысоком разрешении с максимальной скоростью в 267 Мбит/с. Однако наиболее значимым стало испытание 3 декабря 2024 года, когда система осуществила передачу данных с рекордного расстояния в 494 млн км – это дальше, чем расстояние от Земли до Марса. В общей сложности на Землю было передано 13,6 Тбит информации.

Технология работает за счет лазерного приемопередатчика, установленного на аппарате «Психея». Специальная наземная станция в Калифорнии, оснащенная мощным 3-киловаттным лазером, сначала посылает на борт космического корабля «световой маяк». Этот луч помогает трансиверу с ювелирной точностью навести свой ответный лазерный сигнал на крошечную точку на Земле. Учитывая, что и наша планета, и космический аппарат движутся с огромными скоростями, а лазерному лучу, даже летящему со скоростью света, требуются минуты, чтобы преодолеть разделяющее их расстояние, такая точность – настоящее технологическое чудо.

Чтобы уловить невероятно слабый сигнал, который после путешествия в миллионы километров рассеивается и теряет силу, ученые использовали гигантский 200-дюймовый телескоп в Паломарской обсерватории. Его огромное зеркало собирает каждый фотон света, который затем направляется на высокочувствительный детектор, где закодированная в них информация расшифровывается. Специалистам NASA пришлось преодолеть множество трудностей – от погодных условий, мешавших работе обсерваторий, до лесных пожаров в Калифорнии, но команда инженеров успешно справилась с задачами.

Эксперимент включал в себя и другие новаторские методики. Например, данные принимались на гибридную антенну сети дальней космической связи в Голдстоуне, которая была модернизирована специальными зеркалами для приема как радио-, так и лазерных сигналов одновременно. Как отметили в NASA, по мере расширения присутствия человека в космосе, от Луны до Марса, потребности в передаче данных будут только расти. Успех проекта DSOC доказывает, что у человечества уже есть технология, способная удовлетворить эти запросы.

Ранее компании General Atomics и Kepler Communications провели успешные испытания лазерной связи для Космических сил США. Во время тестов оптический терминал на самолете установил стабильное соединение со спутником на низкой околоземной орбите.