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2024-04-29 22:15:01
探査機サイケに搭載された技術実験である DSOC (深宇宙光通信) 施設は、レーザー通信の可能性を再び押し広げています。 しかし、それだけではありません。 史上初めて、この実験は探査機の古典的な通信システムに接続し、プシュケに関する工学データを地球に送信しました。 このように、DSOC はマイルストーンを次々と更新し、記録を更新し、作成者を喜ばせています。 プシュケ探査機は主に地球との双方向通信に無線システムを使用するため、レーザー送信には依存しません。 レーザーを使用して工学データのコピーを 2 億 2,600 万キロメートル (太陽から地球までの距離の約 1.5 倍) の距離まで転送できたという事実は、尊敬に値します。
この成功は、探査機が将来どのように光通信システムを使用するかを示唆するものでもあります。 これらにより、複雑な科学情報や高解像度の画像やビデオのより高速なデータ送信が可能になり、たとえば、人類の次の大きな飛躍である火星探検などに役立ちます。 」4 月 8 日の通信中に、約 10 分間の重複したプローブ データをダウンロードしました。」と南カリフォルニアの JPL のプロジェクト運営マネージャー、ミーラ・スリニバサン氏は言い、さらに次のように付け加えました。それまでは、Psyche からさまざまなテストや診断データを送信していました。 これはプロジェクト全体にとって重要なマイルストーンです。 これは、光通信システムが探査機の無線通信システムにどのように接続できるかを示しています。「
太陽系の視覚化は、2024 年 4 月 8 日のプシュケ探査機の位置を示しています。当時、DSOC 実験装置は 2 億 2,600 万キロメートルの距離にわたって 25 Mbps の速度でデータを送信できました。
出典: https://www.nasa.gov/
この実験でテストされたレーザー通信技術は、今日使用されている最先端の無線通信システムよりも 1 ～ 2 桁 (10 ～ 100 倍) 速い速度で深宇宙からのデータ送信を可能にするように設計されています。宇宙探査機。 昨年の10月13日に打ち上げられて以来、プシュケ探査機は依然として良好な技術的状態にあり、火星と木星の間の主要小惑星帯に移動し、そこで惑星プシュケを訪問する準備ができている。
DSOC デバイス
出典: https://eadn-wc01-8182785.nxedge.io/
DSOC の技術デモンストレーターは、スペクトルの近赤外線領域のレーザーを使用して、最大 267 Mbps の速度でデータを送信できることをすでに実証しています。 転送速度の指定された値は、地球上の通常のブロードバンド インターネットを使用したダウンロード速度に匹敵します。 この成果は、2023 年 12 月 11 日にすでに達成されており、4K 解像度の 15 秒ビデオが、地球と月の間の距離の約 80 倍に相当する 3,100 万キロメートルの距離から地球に実験的に送信されました。 プシュケ探査機以前は、地球への最も遠いレーザー送信は月から行われていました。 言及されたビデオは、他のテスト データ (含む) と一緒にありました。 アートワーク アリゾナ州立大学から、プシュケのミッションに触発されたもの）が探査機の打ち上げ前に DSOC システムにアップロードされました。
2021 年 4 月の DSOC 長距離レーザー通信技術デモンストレーター。写真: NASA/JPL-Caltech
現在、プシュケは約 7 分の距離にあるため、データの送受信速度は予想どおり低下しています。 4 月 8 日の前述のテストでは、探査機は当初の目標を大幅に上回る最大 25 Mbps の速度でテスト データを送信しました。 彼は、この距離で少なくとも 1 Mbps の伝送速度を達成できるかどうかを確認すると期待していました。 さらに、地上職員は探査機に対し、作成したデータを光学的に送信するよう指示した。 Psyche は古典的に電波を介してデータを深宇宙ネットワークのアンテナ ネットワークに送信しましたが、光通信システムは同じデータの一部を同時に送信しました。 パロマー天文台 カリフォルニアにある、DSOC 実験の主要な受信地上局です。 」DSNとPalomarからデータを受け取った後、JPLで光学的にダウンロードされたデータを確認しました。」と JPL の運航業務責任者である Ken Andrews 氏は説明し、「短期間にダウンロードされたデータはほんの少量でしたが、これができるようになったという事実は、私たちの期待をすべて上回りました。」と付け加えました。
重力の影響を排除したデバイスでの DSOC の OTA (Optical Transceiver Assembly) システム テスト。
出典: https://www.nasa.gov
Psyche が発売されたとき、最初はレーザー通信デモンストレーターが事前に記録されたデータを送信するために使用されました (猫のテイターズとのビデオを含む）。 それ以来、このプロジェクトは、DSOC のレーザー送信機がカリフォルニア州ライトウッド近くのテーブル マウンテンにある高出力レーザーからデータを受信できることを実証しました。 このプロジェクトが最近の「双方向スピン」実験で実証したように、データを探査機の送信機に送信し、その夜に地球に送り返すこともできる。 このテストの一環として、テスト データ (ペットの写真を含む) が地球から Psyche に転送され、また地球から Psyche に転送されました。 往復の総距離は約４億５０００万キロに達した。 また、光通信回線の特性を検討するための実験そのものに関する大量の工学データをダウンロードすることも可能でした。
«空が晴れているときにシステム全体をどこまで推進できるかについて多くのことを学びました。 しかし、嵐によりテーブル マウンテンとパロマーの両方で活動が中断されることがありました。」と、JPL で働く DSOC 受信機のエレクトロニクス責任者である Ryan Rogalin 氏について説明します。 ここで注目に値するのは、電波を介した通信は天候が提供するほとんどの状況で行われる可能性があるということです。 対照的に、レーザー通信では、高速でデータを送信するために比較的晴天が必要です。 JPLの専門家が実験を主導し、カリフォルニア州バーストー近郊のDSNネットワーク通信複合施設に属するゴールドストーンにある実験用ハイブリッド（無線周波数と光）アンテナであるパロマー天文台と、テーブルマウンテンの探知機を組み合わせた。 これら 3 つのステーションは一緒に同じ信号を受信しました。 複数の地上局を使用して 1 つの大型受信機を模倣すると、より深い宇宙からの信号を増強することができます。 この戦略は、(おそらく気象条件により) 1 つの地上局がサービス不能になった場合にも役立ちます。 その場合、他のステーションは信号を受信し続ける可能性があります。
DSOCシステムの原理
出典: https://www.nasa.gov
画像ソース:
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