תקשורת אופטית בחלל עמוק (DSOC): נאס"א בודקת לייזר  

תקשורת בחלל העמוק מבוססת תדרי רדיו מתמודדת עם אילוצים עקב רוחב פס נמוך וצורך גובר בקצבי העברת נתונים גבוהים. למערכות מבוססות לייזר או אופטי יש פוטנציאל לשבור את אילוצי התקשורת. נאס"א בדקה תקשורת לייזר במרחקים קיצוניים והדגימה תקשורת ברוחב פס גבוה בחלל העמוק כאשר שיגרה לכדור הארץ וידאו באיכות אולטרה-גבוהה באמצעות לייזר ממרחק של 32 מיליון ק"מ, מחללית פסיכה הנמצאת כעת בחלל העמוק לאסטרואיד העשיר במתכות פסיכה הממוקם בחגורת האסטרואידים בין מאדים לצדק. זו הייתה ההדגמה הראשונה של תקשורת אופטית מעבר לירח. אנטנת רשת החלל העמוק (DSN) קלטה אותות לייזר בתדרי רדיו וגם באינפרא אדום קרוב.

תקשורת בחלל העמוק מתבצעת בעיקר באמצעות תדרי רדיו. עם זאת, מערכות מבוססות תדרי רדיו אינן יכולות לענות על צרכי התקשורת הנוכחיים והעתידיים של מגזר החלל לאור רוחב פס מוגבל וביקוש גובר והולך לקצבי העברת נתונים גבוהים.

מצד שני, תקשורת מבוססת לייזר או אופטית מציעה יתרונות רבים מבחינת רוחבי פס גדולים, קישורי קצב נתונים גבוהים ומסופים בעלי SWaP (גודל, משקל והספק) נמוך. יש לה פוטנציאל לשפר את קצב הנתונים פי 10 עד 100 מהקיבולת של רוב מערכות הרדיו המתוחכמות הנמצאות כיום בשימוש, ובכך לשבור את אילוצי התקשורת. מכאן, הצורך לקדם תקשורת אופטית עבור תקשורת חלל עמוקה בעלת קיבולת גבוהה המסוגלת לענות על צרכי העברת נתונים בין-כוכבית עתידיים.

ניסוי תקשורת אופטית בחלל העמוק (DSOC) הוא מטען הדגמה טכנולוגי על גבי חללית פסיכה, אשר נוסעת כעת בחלל העמוק אל האסטרואיד פסיכה העשיר במתכות , הממוקם בחגורת האסטרואידים בין מאדים לצדק. בדצמבר 2023, הוא הדגים תקשורת ברוחב פס גבוה בחלל העמוק כאשר שידר לכדור הארץ וידאו ברזולוציה גבוהה במיוחד באמצעות לייזר ממרחק של 32 מיליון ק"מ בחלל העמוק. זו הייתה ההדגמה הראשונה של תקשורת אופטית מעבר לירח.

רשת החלל העמוק (DSN) היא רשת של מתקנים הממוקמים בחלקים שונים של העולם כדי לתקשר עם חלליות רחוקות החוקרות את מערכת השמש. אנטנה ניסיונית של רשת זו קלטה אותות רדיו ולייזר שנשלחו מחללית פסיכה בחלל העמוק. ממצא זה מצביע על כך שניתן יהיה לשדרג את אנטנות DSN המתקשרות כיום עם חלליות באמצעות אותות רדיו לתקשורת לייזר.

*** 

הפניות:  

1. Karmous S., et al 2022. כיצד תקשורת אופטית יכולה לעצב את עתידה של תקשורת בחלל העמוק? סקר. Preprint arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.04933 

2. רובינסון BS, 2023. תקשורת אופטית לחקר החלל והמדע. כנס תקשורת סיבים אופטיים 2023. 

3. ההדגמה הטכנולוגית של נאס"א מזרימה סרטון ראשון מהחלל העמוק באמצעות לייזר. פורסם ב-18 בדצמבר 2023. זמין ב https://www.nasa.gov/directorates/stmd/tech-demo-missions-program/deep-space-optical-communications-dsoc/nasas-tech-demo-streams-first-video-from-deep-space-via-laser/ 

4. נאס"א. חדשות - האנטנה הניסויית החדשה של נאס"א עוקבת אחר לייזר חלל עמוק. פורסם ב-08 בפברואר 2024. זמין בכתובת https://www.nasa.gov/technology/space-comms/deep-space-network/nasas-new-experimental-antenna-tracks-deep-space-laser/ 

5. תקשורת אופטית בחלל עמוק (DSOC) https://www.nasa.gov/mission/deep-space-optical-communications-dsoc/ 

6. מיסיון פסיכה. https://science.nasa.gov/mission/psyche/  

7. רשת החלל העמוק של נאס"א (DSN) https://www.jpl.nasa.gov/missions/dsn  

***