Sebuah video kucing menyoroti tahun besar bagi laser di luar angkasa

Sudah setahun penuh komunikasi laser di luar angkasa. Pada bulan Oktober dan November, NASA meluncurkan dua demonstrasi percontohan untuk menguji tautan komunikasi optik bandwidth tinggi, dan demonstrasi teknis ini kini menunjukkan beberapa hasil awal.

Pada tanggal 11 Desember, stasiun komunikasi laser di pesawat ruang angkasa Psyche NASA dalam perjalanan menuju asteroid dihubungkan ke penerima di California Selatan. Sinar laser inframerah-dekat berisi pesan yang dikodekan dalam bentuk klip video definisi tinggi berdurasi 15 detik yang menunjukkan seekor kucing melompat-lompat di sekitar sofa, mengejar cahaya mainan laser yang dibeli di toko.

Komunikasi laser memberikan manfaat transmisi data pada tingkat yang lebih tinggi daripada yang dapat dicapai dengan menggunakan sambungan radio tradisional. Faktanya, eksperimen Deep Space Optical Communications (DSOC) yang dilakukan pada pesawat ruang angkasa Psyche sedang menguji teknologi yang mampu mentransmisikan data dengan kecepatan 10 hingga 100 kali lebih besar daripada yang mungkin dilakukan pada misi sebelumnya.

“Kami berupaya meningkatkan jumlah data yang dapat kami kirim kembali ke Bumi, dan hal ini memberikan banyak keuntungan bagi kami,” kata Jeff Volosin, penjabat wakil administrator asosiasi untuk Program Komunikasi dan Astronautika NASA, sebelum peluncuran Psyche. Awal tahun ini.

Kini, DSOC telah mencetak rekor jarak terjauh yang pernah disiarkan dari luar angkasa melalui video definisi tinggi. Saat itu, Psyche sedang menempuh jarak 19 juta mil (31 kilometer) dari Bumi, sekitar 80 kali jarak antara Bumi dan Bulan. NASA mengatakan sinyal video, yang bergerak dengan kecepatan cahaya, membutuhkan waktu 101 detik untuk mencapai Bumi, dan ditransmisikan pada kecepatan bit maksimum sistem sebesar 267 megabit per detik.

Pengalaman yang menyenangkan

Setelah tiba di penerima di Palomar Observatory di San Diego County, setiap frame video dikirim “langsung” ke Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California, di mana frame tersebut diputar ulang secara real time, menurut NASA.

“Salah satu tujuannya adalah untuk mendemonstrasikan kemampuan untuk mengirimkan video berskala besar sejauh jutaan mil. Tidak ada apa pun di Psyche yang menghasilkan data video, jadi kami biasanya mengirimkan paket data pengujian yang dihasilkan,” kata Bill Klippstein, manajer proyek demonstrasi teknologi di JPL, dalam sebuah pernyataan. pernyataan. Secara acak.” “Tetapi untuk menjadikan pencapaian ini lebih berkesan, kami memutuskan untuk bekerja sama dengan desainer di JPL untuk membuat video menyenangkan, yang menangkap esensi demonstrasi sebagai bagian dari misi Psyche.”

Video Taters, seekor kucing oranye milik karyawan JPL, direkam sebelum peluncuran Psyche dan disimpan di pesawat luar angkasa untuk demonstrasi ini. Wahana robot ini diluncurkan pada 13 Oktober dengan menggunakan roket SpaceX Falcon Heavy, dengan tujuan utama terbang ke asteroid Psyche, dunia kaya logam yang terletak di sabuk asteroid antara orbit Mars dan Jupiter.

Wahana Psyche memerlukan waktu enam tahun untuk mencapai tujuannya, dan NASA telah melakukan eksperimen komunikasi laser untuk membantu menjaga pesawat ruang angkasa tetap sibuk selama perjalanan. Sejak diluncurkan pada bulan Oktober, tim darat JPL telah mengoperasikan eksperimen Deep Space Optical Communications (DSOC) dan menjalankannya melalui beberapa pengujian awal.

Salah satu tantangan teknis terpenting yang terlibat dalam eksperimen DSOC adalah menyelaraskan teleskop optik 8,6 inci (22 cm) di atas kapal Psyche dengan pemancar dan penerima yang dipasang pada teleskop berbasis darat di California dan sebaliknya. Karena Psyche berakselerasi melalui luar angkasa, masalah ini seperti mencoba mendapatkan uang receh dari jarak satu mil saat ia bergerak, menurut Abi Biswas, ahli teknologi proyek DSOC di JPL.

“Setelah prestasi ini tercapai, sinyal yang diterima masih sangat lemah, sehingga memerlukan detektor yang sangat sensitif dan pemrosesan elektronik yang dapat menangkap sinyal tersebut dan mengekstrak informasi yang dikodekan di dalamnya,” kata Biswas.

Teleskop di atas kapal Psyche dipasang pada rakitan isolasi dan panduan untuk menstabilkan optik dan mengisolasinya dari getaran pesawat ruang angkasa, menurut NASA. Hal ini diperlukan untuk menghilangkan ketegangan yang dapat mencegah laser stabil terkunci antara Bumi dan pesawat ruang angkasa Psyche.

“Apa yang dimungkinkan oleh komunikasi optik atau laser adalah mencapai kecepatan data yang sangat tinggi, namun sisi negatifnya adalah sinar laser yang sangat sempit yang memerlukan kontrol penunjuk yang sangat tepat,” kata Biswas kepada wartawan sebelum peluncuran. “Misalnya, gangguan platform dari pesawat ruang angkasa pada umumnya dapat menghilangkan sinyal, sehingga perlu diisolasi atau dikendalikan.

“Untuk misi dekat Bumi, Anda hanya dapat mengontrolnya karena Anda memiliki bandwidth kendali yang cukup,” ujarnya. “Dari luar angkasa, di mana sinyal yang diterima sangat lemah, Anda tidak memiliki banyak bandwidth untuk dikendalikan, jadi Anda harus mengisolasi diri dari gangguan tersebut.”

Ada kelemahan lain dalam mengarahkan komunikasi laser dari luar angkasa ke Bumi. Tutupan awan pada teleskop pemancar dan penerima di Bumi dapat menghalangi sinyal, sehingga jaringan komunikasi optik yang beroperasi akan memerlukan beberapa titik bumi di lokasi berbeda di seluruh dunia, idealnya di wilayah yang langitnya cerah.