นาซ่าสร้างสถิติการสื่อสารด้วยแสงที่ระยะห่าง 16 ล้านกม.

ยานอวกาศ Psyche ของ NASA ประสบความสำเร็จในการส่งข้อมูลไปยังสถานีภาคพื้นดินในระยะทางที่ไกลกว่าระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์ถึง 40 เท่า

ยานอวกาศ Psyche ที่โรงงาน Astrotech Space Operations ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2565 ติดตั้งเครื่องรับส่งสัญญาณเลเซอร์บินที่ปิดทองของ DSOC ภาพ: NASA/Ben Smegelsky — ยานอวกาศ Psyche พร้อมเครื่องรับส่งสัญญาณเลเซอร์บินที่ปิดทองของ DSOC ที่ศูนย์ปฏิบัติการอวกาศ Astrotech ในเดือนธันวาคม 2022 ภาพ: *NASA/Ben Smegelsky*

การทดลอง DSOC บนยานอวกาศ Psyche ของ NASA ได้สร้างสถิติใหม่ในการสื่อสารด้วยแสง โดยการส่งสัญญาณเลเซอร์อินฟราเรดใกล้พร้อมกับข้อมูลการทดลองในระยะทาง 16 ล้านกิโลเมตรไปยังกล้องโทรทรรศน์ Hale ที่หอดูดาว Palomar ในเขตซานดิเอโก รัฐแคลิฟอร์เนีย ตามรายงานของ Interesting Engineering เมื่อวันที่ 17 พฤศจิกายน ด้วยระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์ที่ไกลถึง 40 เท่า นี่จึงเป็นการแสดงเทคโนโลยีนี้ที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยมีมา

ยานอวกาศ Psyche ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในเดือนตุลาคมด้วยเป้าหมายเพื่อศึกษาดาวเคราะห์น้อย 16 Psyche การทดลอง DSOC บนยานอวกาศมีจุดมุ่งหมายเพื่อสาธิตความเร็วในการส่งข้อมูลสูงกว่าระบบความถี่วิทยุที่ใช้อยู่ในยานอวกาศในปัจจุบันถึง 10 ถึง 100 เท่า

ทั้งเลเซอร์อินฟราเรดใกล้และการสื่อสารทางวิทยุใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในการส่งข้อมูล อย่างไรก็ตาม แสงอินฟราเรดใกล้จะอัดข้อมูลให้เป็นคลื่นที่มีความแน่นมากขึ้น ช่วยให้สถานีภาคพื้นดินสามารถรับข้อมูลได้มากขึ้น ซึ่งมีประโยชน์สำหรับภารกิจสำรวจที่มีหุ่นยนต์หรือมีลูกเรือในอนาคต และยังรองรับเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่มีความละเอียดสูงกว่าอีกด้วย

การทดลองดังกล่าวบรรลุจุดสำคัญเมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน เมื่อเครื่องรับส่งสัญญาณเลเซอร์สำหรับการบินบนยาน Psyche ได้ล็อกเข้ากับสัญญาณเลเซอร์อัปลิงก์ที่ส่งมาจากห้องปฏิบัติการกล้องโทรทรรศน์สื่อสารออปติคัลที่ห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนไอพ่น (JPL) Table Mountain ใกล้กับไรท์วูด รัฐแคลิฟอร์เนีย สัญญาณเลเซอร์อัปลิงก์จะสั่งให้เครื่องรับส่งสัญญาณเล็งเลเซอร์ดาวน์ลิงก์ไปที่พาโลมาร์ (ห่างจากเทเบิลเมาน์เทนไปทางใต้ 130 กม.) ระบบอัตโนมัติบนเครื่องรับส่งสัญญาณและสถานีภาคพื้นดินยังปรับการวางแนวด้วย

“นี่เป็นหนึ่งในเหตุการณ์สำคัญหลายๆ ประการของ DSOC ในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า โดยจะปูทางไปสู่การสื่อสารด้วยอัตราข้อมูลที่สูงขึ้นซึ่งสามารถถ่ายทอดข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ ภาพและวิดีโอที่มีความละเอียดสูง และสนับสนุนก้าวกระโดดครั้งใหญ่ครั้งต่อไปของมนุษยชาติ นั่นคือการส่งมนุษย์ไปยังดาวอังคาร” Trudy Kortes ผู้อำนวยการฝ่ายการสาธิตเทคโนโลยีที่สำนักงานใหญ่ของ NASA ในกรุงวอชิงตันกล่าว

“การทดสอบเมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายนเป็นการทดสอบครั้งแรกที่บูรณาการเครื่องมือภาคพื้นดินและเครื่องส่งสัญญาณบนเครื่องบินเข้าด้วยกันอย่างสมบูรณ์ ซึ่งต้องใช้ทีมปฏิบัติการ DSOC และ Psyche ทำงานร่วมกันเป็นหนึ่งเดียว นับเป็นความท้าทายครั้งใหญ่และเรามีงานต้องทำอีกมาก แต่เราสามารถส่ง รับ และถอดรหัสข้อมูลบางส่วนได้ภายในเวลาอันสั้น” มีรา ศรีนิวาสัน หัวหน้าทีมปฏิบัติการ DSOC ของ JPL กล่าว

การสื่อสารด้วยแสงได้รับการสาธิตในวงโคจรต่ำของโลกและขึ้นไปถึงดวงจันทร์ แต่ DSOC เป็นการทดลองครั้งแรกในอวกาศลึก การฉายลำแสงเลเซอร์เป็นระยะทางหลายล้านกิโลเมตรต้องอาศัยการเล็งที่แม่นยำอย่างยิ่ง

การทดลองนี้ยังต้องคำนึงถึงเวลาที่แสงเดินทางจากยานอวกาศมายังโลกด้วย ในระยะห่างที่สุดระหว่างไซคีและโลก โฟตอนอินฟราเรดใกล้ของ DSOC จะใช้เวลาเดินทางกลับไปกลับมาประมาณ 20 นาที (ในการทดสอบเมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน เวลาเดินทางจากไซคีไปยังโลกอยู่ที่ประมาณ 50 วินาที) ในช่วงเวลานั้นทั้งยานอวกาศและดาวเคราะห์ต่างก็เคลื่อนที่ ดังนั้นเลเซอร์อัปลิงก์และดาวน์ลิงก์จึงต้องปรับตามการเปลี่ยนแปลงของตำแหน่งด้วย

ทูเทา (ตาม หลักวิศวกรรมศาสตร์ที่น่าสนใจ )

ลิงค์ที่มา