לאחרונה, על מנת להשתפרתקשורת החלל של נאס"אהיכולות, נאס"א מתכננת לשלוח הדגמה טכנולוגית בשם Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T) לתחנת החלל בשנת 2023. יחד, ILLUMA-T והדגמת ממסר תקשורת לייזר (LCRD), הושק בדצמבר 2021, ישלים את מערכת ממסר הלייזר הדו-כיוונית הראשונה של נאס"א מקצה לקצה.
היתרונות של מערכות תקשורת לייזר
מערכות תקשורת לייזר משתמשות באור אינפרא אדום בלתי נראה כדי לשלוח ולקבל מידע בקצבי נתונים גבוהים בהרבה. בעוד שמערכת תדר הרדיו המקורית לקחה כתשעה שבועות לשלוח מפה מלאה של מאדים חזרה לכדור הארץ, זה לקח כתשעה ימים באמצעות לייזרים. לפיכך, עם קצבי נתונים גבוהים יותר, המשימה יכולה לשלוח יותר תמונות ווידאו לכדור הארץ בשידור בודד. לאחר התקנת תחנת החלל, ILLUMA-T תדגים את היתרונות של קצבי העברת נתונים גבוהים יותר עבור משימות LEO. תקשורת לייזר מספקת גמישות רבה יותר במשימה ודרך מהירה לגשת לנתונים מהחלל. נאס"א משלבת כעת טכנולוגיה זו בהפגנות קרוב לכדור הארץ, הירח והחלל העמוק.
בנוסף ליתרונות של קצבי נתונים מהירים יותר, מערכות לייזר מציעות גם יתרונות מרכזיים בתכנון חלליות בשל משקלן הקל יותר וצריכת אנרגיה מופחתת. ILLUMA-T, שגודלו בקירוב של מקרר סטנדרטי, יהיה מאובטח למודול חיצוני על תחנת החלל להדגמות דרך ה-LCRD. נכון לעכשיו, ה-LCRD מדגים את היתרונות של ממסר לייזר במסלול גיאוסינכרוני (22,000 מיילים מכדור הארץ) כדי לשכלל עוד יותר את יכולות הלייזר של נאס"א על ידי העברת נתונים וביצוע ניסויים בין שתי תחנות הקרקע. ברגע ש-ILLUMA-T ייכנס לתחנה, הטרמינל ישלח נתונים ברזולוציה גבוהה, כולל תמונות ווידאו, ל-LCRD בקצב של 1,200 מגה-ביט לשנייה. לאחר מכן, הנתונים יישלחו מה-LCRD לתחנות קרקע בהוואי ובקליפורניה. הדגמה זו תראה כיצד תקשורת לייזר יכולה להועיל למשימות NEO.
ILLUMA-T מושקת כמטען עבור משימת שירותי אספקת המשלוח המסחריים ה-29 של SpaceX עבור נאס"א. במהלך השבועיים הראשונים לאחר השיגור, ILLUMA-T תוסר מתא המטען של חללית הדרקון ותותקן על מתקן החשיפה היפני של מודול הניסוי (JEM-EF) של תחנת החלל. לאחר התקנת המטען, צוות ILLUMA-T יערוך בדיקות ראשוניות ובדיקות במסלול. ברגע שזה יושלם, הצוות ידחוף לעבר האור הראשון של המטען - אבן דרך מרכזית למשימה, שתעביר את אור הלייזר הראשון ל-LCRD דרך הטלסקופ האופטי שלו. ברגע שהאור הראשון יהיה נוכח, יתחילו ניסויי שידור נתונים ותקשורת לייזר וימשיכו לאורך המשימה המתוכננת.
בדיקת לייזרים בתרחישים שונים
בעתיד, תקשורת לייזר מבצעית תשלים מערכות תדרי רדיו, אשר משימות חלל רבות עדיין מסתמכות עליהן כדי להעביר נתונים בחזרה לכדור הארץ. בעוד ש-ILLUMA-T אינה המשימה הראשונה לבדיקת תקשורת לייזר בחלל, היא מקרבת את נאס"א צעד אחד יותר ליישום המעשי של טכנולוגיה זו.
בנוסף ל-LCRD, קודמיו של ILLUMA-T כוללים את מערכת האספקה האינפרא-אדום TeraByte 2022, שבודקת כעת תקשורת לייזר ב-CubeSat קטן במסלול קרוב לכדור הארץ, ואת הדגמת תקשורת לייזר הירחי, אשר במהלך 2014 אטמוספירת הירח והאבק. משימת סייר, שלחה נתונים הלוך ושוב בין מסלול הירח לכדור הארץ; והמטען האופטי של Lasercomm Science לשנת 2017, שהדגים כיצד תקשורת לייזר יכולה להאיץ את זרימת המידע בין כדור הארץ לחלל בהשוואה לאותות רדיו.
בדיקת היכולת של תקשורת לייזר לייצר קצבי העברת נתונים גבוהים יותר במגוון תרחישים יסייעו לקהילת התעופה והחלל לשכלל עוד יותר את היכולות למשימות עתידיות לירח, למאדים ולחלל העמוק.
