Idén áprilisban az emberiség első sorokból figyelhette az űrt, amikor az Artemis II Orion űrhajó kristálytiszta felvételeket sugárzott a Hold körüli történelmi útjáról. A több mint 400 ezer kilométeres távolságból érkező adatok olyan sebességgel értek vissza a Földre, amely egy otthoni internetkapcsolat sebességével vetekedett. A Holdról és a Földről készült nagy felbontású videók és fotók élő közvetítését az Orion Artemis II Optikai Kommunikációs Rendszer (O2O) tette lehetővé.
A MIT Lincoln Laboratórium és a NASA Goddard Űrrepülési Központ együttműködésében kifejlesztett fedélzeti O2O eszköz egy nagy sebességű lézeres kommunikációs kapcsolat űrbeli végpontja volt. Ez a kapcsolat akkor ért el a Földre, amikor az Orion rálátott az új-mexikói NASA White Sands Tesztlétesítményben, a kaliforniai Caltech/NASA JPL Table Mountain létesítményében, vagy az ausztrál nemzeti egyetem Mount Stromlo Obszervatóriumában található elsődleges optikai földi állomásokra. A földi hálózatokkal együtt az O2O egy internetes gerinchálózatot alkotott az Artemis II Orion űrhajó és a texasi NASA Johnson Űrközpontban lévő Misszióirányítási Központ között.
Egy nagy sebességű internet felé az űrben
„Célunk az volt, hogy bemutassuk az O2O műveleti hasznosságát az emberes űrrepülés számára, kiterjesztve a Földön megszokott nagy sávszélességű kapcsolatokat a mélyűrben tartózkodó űrhajósokra” – mondta Farzana Khatri vezető rendszermérnök, a Lincoln Laboratórium Optikai és Kvantumkommunikációs Csoportjának vezető munkatársa. „Nemcsak a lézerkommunikáció első alkalmazását demonstráltuk egy legénységgel végrehajtott, alacsony Föld körüli pályán túli küldetésen, hanem hatalmas közönségérdeklődést is kiváltottunk, amikor az űrhajósok szinte valós időben osztották meg multimédiás tartalmaikat útjukról.”
A Holdhoz vezető utolsó küldetések idején, az 1960-as évek végén és a ’70-es évek elején az űrhajósok rádiófrekvenciás rendszereket használtak a kommunikációhoz. A rádióhullámok azonban alacsony vivőfrekvenciájuk miatt csak korlátozott mennyiségű adatot képesek másodpercenként továbbítani; a Holdról készült szemcsés, gyenge minőségű videók és képek e korlátozott sávszélességről tanúskodnak. A sokkal magasabb vivőfrekvenciájú infravörös lézerfény másodpercenként 10-100-szor több adatot képes továbbítani, mint a rádióhullámok.
Az Apollo-kori rádiókról az Artemis-kori lézerekre való átállás hasonló a betárcsázós internetről a nagy sebességű internetre való váltáshoz. A nagy sebességű internet pedig gyorsan alapvető követelménnyé válik a NASA küldetései számára, ahogy egyre több nagy felbontású adatot gyűjtenek és az embereket egyre mélyebbre küldik a világűrbe.
Lézerrel a soha nem látott látványért
Az április 1. és 11. között zajló Artemis II küldetés során az O2O közel fél terabájtnyi adatot töltött le, akár 260 megabit/másodperces sebességgel. Ez az adatmennyiség soha nem látott felvételeket tartalmazott a Hold túlsó oldalának medencéiről és krátereiről, a Hold mögött lenyugvó félhold alakú Földről, egy csaknem egyórás teljes napfogyatkozásról, a csillagokkal teli égen szétszórt bolygókkal, valamint apró meteoroidok becsapódásától származó fényfelvillanásokról a Hold felszínén.
„Az O2O képes volt letölteni a fedélzeti kamerák által tárolt összes adatot, lehetővé téve a misszióirányítás számára, hogy törölje a memóriakártyákat, és új fotókkal, videókkal töltse fel azokat” – magyarázza Khatri. „Bármely űrmisszió esetében a tudósok és az űrhajó-mérnökök attól tartanak, hogy a küldetés során le nem küldött adatok megsérülhetnek vagy megsemmisülhetnek. És amikor az űrhajó kapszulája visszatér, az adatok letöltése néha hónapokig is eltarthat. Az O2O által biztosított lézerkommunikációs képesség garantálta az adatok megőrzését és azonnali elemzésre való rendelkezésre állását.”
Az O2O a laboratórium R&D 100 díjnyertes Moduláris, Agilis és Skálázható Optikai Terminálján (MAScOT) alapul, amely a lézersugarak irányításához, a földi állomásokkal való kommunikációs kapcsolat létesítéséhez és a kapcsolat légköri viszonyok ellenére történő fenntartásához szükséges alrendszer-modulokat tartalmazza. A MAScOT 2023-ban debütált az űrben a Nemzetközi Űrállomáson, demonstrálva a NASA első alacsony Föld körüli pályán lévő felhasználóját a lézerkommunikációs relérendszerükhöz.
© Photo courtesy of NASA.
Forrás: MIT.edu ↗̱
