لیزر به جای رادیو؛ ناسا فناوری ارتباطی خود را ارتقا می‌دهد
در مأموریت پیش‌روی ناسا به ماه، ارتباطات فضایی وارد عصری جدید خواهد شد. مأموریت آرتمیس ۲ که نخستین پرواز سرنشین‌دار برنامه آرتمیس است، قرار است فناوری ارتباطات لیزری پرسرعت را مورد آزمایش قرار دهد. این فناوری نوین امکان ارسال ویدیو‌های با وضوح ۴K از مدار ماه به زمین را فراهم می‌کند.
سامانه جدید موسوم به «نمایش لیزری فضایی» (Laser Communications Relay Demonstration – LCRD) از پرتو‌های لیزر برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. برخلاف امواج رادیویی سنتی، لیزر‌ها قادر به انتقال حجم بسیار بیشتری از داده‌ها با سرعتی بسیار بالاتر هستند. این فناوری یک جهش بزرگ در ارسال ویدیو‌های با کیفیت بالا، تصاویر علمی دقیق و داده‌های پیچیده مأموریتی محسوب می‌شود.
در مأموریت آرتمیس ۲ که قرار است چهار فضانورد را به مدار ماه بفرستد، سامانه لیزری O۲O (Optical to Optical) نیز آزمایش خواهد شد که توانایی ارسال داده‌ها با سرعت ۲۶۰ مگابیت بر ثانیه را دارد. انتظار می‌رود این سامانه بتواند حجم عظیمی از اطلاعات علمی، تصویری و ویدیویی را با سرعتی بی‌سابقه به زمین منتقل کند.
ارتباطات لیزری نه تنها کیفیت داده‌های ارسالی از ماه را بهبود می‌بخشد، بلکه فناوری کلیدی برای مأموریت‌های آینده به مقاصد دورتر مانند مریخ است. با این فناوری، دانشمندان قادر خواهند بود داده‌ها را سریع‌تر تحلیل کرده و تصمیم‌گیری‌های به‌موقع‌تری انجام دهند.
آزمایش این فناوری در آرتمیس ۲ گامی مهم در توسعه ارتباطات پیشرفته فضایی و آماده‌سازی زیرساخت‌های حضور طولانی‌مدت انسان در ماه و فراتر از آن است. در صورت موفقیت، شاهد انتقال ویدیو‌های زنده ۴K از سطح ماه به زمین خواهیم بود.
همکاری ناسا و دانشگاه ملی استرالیا برای توسعه فناوری ارتباطات لیزری با ماه
ناسا و دانشگاه ملی استرالیا (ANU) با همکاری یکدیگر، فناوری ارتباطات لیزری را به ماه توسعه می‌دهند. در این پروژه مشترک، از یک گیرنده-فرستنده یا ترنسیور کم‌هزینه استفاده می‌شود که از قطعات تجاری آماده (off-the-shelf) ساخته شده است. این روش از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه است و سرعت توسعه و آزمایش سامانه را افزایش می‌دهد.
هدف نهایی، ارسال و دریافت داده‌های حجیم از ماه با استفاده از نور لیزر است که نسبت به ارتباطات رادیویی سنتی، سرعت و ظرفیت بسیار بالاتری دارد. اگر این فناوری در مأموریت آرتمیس ۲ موفق باشد، انتقال ویدئوهای ۴K و داده‌های حجیم با سرعت بی‌سابقه به زمین ممکن خواهد شد. این موفقیت نشان خواهد داد که فناوری لیزر در اعماق فضا آماده بهره‌برداری عملیاتی است و شیوه ارتباط فضانوردان از ماه، مریخ و فراتر از آن را متحول خواهد کرد.
آرتمیس ۲: پیشگام ارتباطات لیزری با ماه
ناسا در حال آماده‌سازی مأموریت آرتمیس ۲ است و مهندسان مرکز تحقیقاتی گلن در کلیولند با همکاری دانشگاه ملی استرالیا مشغول آزمایش روشی نوآورانه و کم‌هزینه برای تبادل داده میان زمین و ماه هستند.
امروزه بیشتر فضاپیما‌ها اطلاعات را از طریق امواج رادیویی ارسال می‌کنند، اما ارتباطات نوری با لیزر می‌توانند داده‌ها را ۱۰ تا ۱۰۰ برابر سریع‌تر منتقل کنند. این سامانه‌های نوری با استفاده از نور فروسرخ نامرئی، ارسال ویدئوهای با وضوح بالا، صدای شفاف و داده‌های علمی دقیق را در فاصله صد‌ها هزار مایل تنها در چند ثانیه ممکن می‌سازند.
ناسا اصول اولیه این فناوری را پیش‌تر در آزمایش‌های مختلف اثبات کرده است، اما آرتمیس ۲ نخستین مأموریت سرنشین‌داری خواهد بود که فضانوردان از اعماق فضا با فناوری ارتباط لیزری بهره‌مند می‌شوند. این گام نقطه عطفی در توسعه زیرساخت‌های ارتباطی مأموریت‌های فضایی آینده است.
پیشرفت در ترنسیور RealTOR و صرفه‌جویی هزینه‌ای چشمگیر
جنیفر داونی، پژوهشگر پروژه RealTOR در مرکز گلن ناسا، می‌گوید: «آزمایش آینده استرالیا در ماه می‌تواند توانمندی، مقرون‌به‌صرفه بودن و قابلیت تکرارپذیری گیرنده اعماق فضا که در مرکز گلن طراحی شده را نشان دهد.» او ادامه می‌دهد: «این یک گام مهم در اثبات امکان‌پذیری استفاده از قطعات تجاری برای توسعه فناوری‌های قابل دسترس جهت اکتشافات پایدار فراتر از زمین است.»
هدف این پروژه، ساخت سامانه‌های ارتباطی فضایی کم‌هزینه با استفاده از قطعات استاندارد و موجود در بازار است که هم مقرون‌به‌صرفه بوده و هم به‌راحتی در مقیاس بزرگ تولید شوند. این رویکرد مسیر اکتشافات طولانی‌مدت به ماه و مریخ را اقتصادی‌تر و عملی‌تر می‌کند.
آزمایش‌های ارتباط نوری در آرتمیس ۲
در اوایل سال ۲۰۲۶، ناسا سامانه ارتباطات نوری را به همراه فضاپیمای اوریون به فضا خواهد فرستاد تا انتقال داده‌ها با استفاده از لیزر را آزمایش کند. ناسا قصد دارد ویدئوهای ۴K، دستورالعمل‌های پروازی، تصاویر، داده‌های علمی و ارتباطات صوتی را از ماه به زمین ارسال کند.
به گزارش scitechdaily، پژوهشگران دانشگاه ملی استرالیا در ایستگاه زمینی رصدخانه Mount Stromlo، در فاصله حدود ۱۰،۰۰۰ مایلی از کلیولند، امیدوارند بتوانند داده‌ها را در جریان سفر اوریون به دور ماه با مدل ترنسیور توسعه یافته در مرکز گلن دریافت کنند. این ایستگاه به عنوان محل آزمایشی برای این ترنسیور به کار می‌رود و جزو ایستگاه‌های اصلی مأموریت نیست.
در صورت موفقیت آزمایش، اثبات خواهد شد که می‌توان سامانه‌های ارتباطی فضایی کم‌هزینه و قابل توسعه را با استفاده از قطعات تجاری آماده برای مأموریت‌های آینده به ماه، مریخ و فراتر ساخت.
آزمایش زمینی دانشگاه ملی استرالیا و گسترش شبکه جهانی
ماریا پیاسکی، مدیر پرتفولیوی فناوری برنامه ارتباطات و ناوبری فضایی ناسا (SCaN)، اظهار داشت: «همکاری با دانشگاه ملی استرالیا برای گسترش فناوری‌های ارتباطات لیزری تجاری در سطح جهانی، نشان‌دهنده آمادگی این فناوری پیشرفته برای پشتیبانی از شبکه‌ها و مأموریت‌های ناسا، به ویژه در آستانه اکتشافات اعماق فضا است.»
با ادامه تحقیقات ناسا درباره امکان‌سنجی استفاده از قطعات تجاری در طراحی ایستگاه‌های زمینی، پژوهشگران مرکز گلن پشتیبانی حیاتی برای آماده‌سازی آزمایش‌های استرالیا ارائه خواهند کرد.
شراکت‌های جهانی، کلید پیشرفت فناوری‌های فضایی
شراکت‌های قوی جهانی نقش مهمی در تسریع پیشرفت‌های فناوری و توسعه مأموریت‌های ناسا برای گسترش حضور انسان از ماه تا مریخ دارند و همزمان نوآوری‌هایی ایجاد می‌کنند که زندگی روی زمین را بهبود می‌بخشند. برنامه آرتمیس فضانوردان را به ماه می‌فرستد تا با اهداف علمی، اقتصادی و پایه‌ریزی برای مأموریت‌های سرنشین‌دار مریخ، آنجا را کاوش کنند.
سبد فناوری ارتباطات نوری در برنامه SCaN
پروژه RealTOR بخشی از سبد فناوری ارتباطات نوری در چارچوب برنامه ارتباطات و ناوبری فضایی ناسا (SCaN) است که شامل آزمایش‌ها و پلتفرم‌های تجربی فضایی برای ارزیابی استفاده از نور مادون قرمز در ارسال و دریافت داده‌ها می‌باشد. این برنامه پروژه‌هایی مانند LCOT (پایانه نوری کم‌هزینه)، نمایشگر ارتباطات لیزری (Laser Communications Relay Demonstration) و پروژه‌های مرتبط دیگر را در بر می‌گیرد. مدیریت این پروژه‌ها بر عهده مرکز گلن ناسا و تحت هدایت برنامه SCaN در دفتر مرکزی ناسا در واشنگتن است.
حمایت سازمان فضایی استرالیا از نمایش فناوری دانشگاه ملی استرالیا
نمایش فناوری دانشگاه ملی استرالیا با حمایت برنامه کمک‌هزینه مأموریت نمایشی «از ماه تا مریخ» سازمان فضایی استرالیا انجام می‌شود. این برنامه ظرفیت عملیاتی شبکه ایستگاه‌های زمینی نوری اعماق فضای استرالیا را فراهم کرده است.
انتهای پیام/
