في طريقها إلى هدفها الأساسي، الكويكب سايكي، من إلى الاستفسار ناسا اختبار يحمل نفس الاسم طريقة جديدة للتواصل مع الأرض: الليزر.
وأعلنت وكالة الفضاء الأمريكية هذا الأسبوع أنها تمكنت من إدارتها سجل استقبال رسالة على بعد 226 مليون كيلومتر من كوكبنا، إحدى الطرق لإحداث ثورة في الاتصالات الفضائية هي أنها تصل بشكل أسرع وأسرع من موجات الراديو.
على عكس سابقاتها، فهي لا تزال بعيدةمثل فوييجر 1 و 2جونو وآخرون، النفس أول سفينة مجهزة أ مع جهاز الإرسال والاستقبال بالليزرالاتصالات الضوئية في الفضاء السحيق (DSOC) أو نظام الاتصالات البصرية نظام الاتصالات البصرية في الفضاء السحيق. كل هذا بالإضافة إلى هوائي الراديو التقليدي.
عموما، يتم إرسال المعلومات موجات الراديولأنها الطريقة التقليدية. على سبيل المثال، الرسائل المرسلة من خلال استطلاع فوييجر-1وهي مرتفعة حاليا 24.000 مليون كيلومتر، ويستغرق الوصول إليها 22.5 ساعة وآخرون كثيرون تركوا الأرض.
وقال العلماء مراراً وتكراراً إنهم بحاجة إلى شيء أسرع، خاصة عند التفكير في مستقبل نقل البشر إلى عوالم بعيدة، ويستكشفون طرقاً لإرسال الرسائل باستخدام الليزر.
يمكن لـ DSOC نقل البيانات بشكل أسرع بكثير من هوائي الترددات الراديوية باستخدام ليزر قريب من الأشعة تحت الحمراء. لا يعني ذلك أن الليزر ينتقل بسرعة (يسافر الضوء دائمًا بسرعة 300000 كيلومتر في الثانية) لكن لديها عرض نطاق ترددي أكبر بـ 10 و100 مرةلذلك يمكن إرسال المزيد من البيانات واستلامها في وقت أقل.
بصرف النظر عن زيارة كويكب، فإن لدى مسبار Psyche أيضًا مهام ثانوية ذات صلة جدًا بالمستقبل. واحد منهم هو اختبار تقنية DSOC. وفي نوفمبر من العام الماضي، تمكنت وكالة ناسا من إرسال رسالة بالأشعة تحت الحمراء أثناء وجود المركبة الفضائية هناك على بعد 16 مليون كيلومترلقد كان إنجازا.
تحتوي الرسالة فقط على معلومات حول حالة السفينة. ومع ذلك، تفوقت وكالة الفضاء الأمريكية على نفسها باختبارها التالي. وعلى وجه التحديد، أرسلت Psyche مقطع فيديو عالي الدقة مدته 15 ثانية إلى الأرض عندما كانت على بعد 30 مليون كيلومتر. الشيء الأكثر إثارة للدهشة على الإطلاق هو المحتوى: قطة تلعب بمؤشر الليزر.
في 8 أبريل 2024، كانت الدراسة النفسية موجودة بالفعل 226 مليون كيلومتر من الأرضوهذا يعني أن أمامنا أكثر من 5 سنوات من السفر حتى نواجه الكويكب المعني، خارج مدار المريخ وعلى مسافة تعادل 1.5 مرة المسافة التي تفصل كوكبنا عن الشمس.
في الموعد، قررت وكالة ناسا أن تذهب خطوة أخرى إلى الأمام كما تم التأكيد، أرسل 10 دقائق من البيانات إلى كوكبنا ميرا سرينيفاسان, مدير عمليات المشروع في مختبر الدفع النفاث (JPL). وقال سرينيفاسان: “هذا معلم مهم للغاية للمشروع لأنه يوضح كيف يمكن للاتصالات الضوئية أن تتفاعل مع نظام اتصالات الترددات الراديوية للمركبة الفضائية”.
بالإضافة إلى ذلك، أكد أن الاختبار خطوة كبيرة إلى الأمام يتيح توصيل المعلومات العلمية المعقدةوالصور ومقاطع الفيديو عالية الوضوح. أمر مهم عندما يحين وقت إرسال البشر إلى المريخ.
اتصالات للمهام ناسا يتم تشغيل الفضاء العميق بواسطة شبكة الفضاء العميق، وهي شبكة من الهوائيات في ثلاثة مواقع حول العالم تستخدم الراديو بشكل أساسي. لكن مازال يمكن أن توفر اتصالات الليزر عرض نطاق ترددي أكبر بمقدار 10 إلى 100 مرة. ولذلك، تريد وكالة ناسا تجربة استخدام هذه التكنولوجيا في حالات مثل نقل البيانات العلمية.
ستستمر تجربة DSOC لمدة عامين آخرين. يستخدم في المقام الأول البيانات التجريبية، ولكنه قادر على نقل البيانات من المركبة الفضائية Psych. والسفينة مجهزة أيضًا بأجهزة اتصالات لاسلكية تقليدية، لذا سيكون اختبارًا وظيفيًا بحتًا.
وقال برنامج الاتصالات والملاحة المتقدمة في الاتصالات والملاحة الفضائية (SCaN) التابع لناسا: “يعد الاتصال البصري نعمة للعلماء والباحثين الذين يريدون دائمًا المزيد من مهماتهم الفضائية، وسيمكنهم من الاستكشاف البشري في الفضاء السحيق. والمزيد من البيانات يعني المزيد من الاكتشافات”. وقال جيسون ميتشل، مدير قسم تكنولوجيا التسلل.
بشكل عام، يتم نقل المعلومات داخل وخارج الأرض موجات الراديو. يتم تحويل المعلومات، بأي شكل من الأشكال، إلى إشارة كهربائية بواسطة وسيط محول يتم بعد ذلك تحويل هذه الإشارة إلى موجات راديو قادرة على السفر في جميع الاتجاهات عبر الفضاء دون الحاجة إلى الكابلات. وقد سمح لنا هذا بالتفاعل مع الفضاء لعقود من الزمن، ولكن هناك أيضًا بعض العوائق.
يستخدم الليزر الأشعة تحت الحمراء متوسطة التردد، وهي أطوال موجية قصيرة بما يكفي لحمل الكثير من المعلومات في وقت واحد. وذلك لأنه يمكن تحميل البيانات عند كل تذبذب للموجة. وكلما قصر طوله، زادت التذبذبات في نفس المساحة، وزادت إمكانية تحميل المعلومات.
وأيضًا، بما أن شعاع الفوتون موجه إلى نقطة محددة، فلا تضيع المعلومات في جميع الاتجاهات ويمكن أن تنتقل بشكل أسرع. على وجه التحديد، تشير التقديرات إلى أن إرسال رسالة من خلال الليزر أسرع بـ 10 إلى 100 مرة من موجات الراديو.
والهدف الرئيسي لمسبار Psyche، الذي أطلقته وكالة ناسا في 13 أكتوبر 2023، هو الكويكب الذي أعطاه اسمه ويدور حول الشمس بمعدل الموقع بين المريخ والمشتري.
هذا الجسم وهي مشهورة بمكوناتها. وتقدر قيمته الإجمالية بما يعادل 10 تريليون دولار، وهو ما يزيد عن قيمة الاقتصاد العالمي بأكمله.
