آزمایش جدید ناسا بشر را به منشا کیهان می‌برد!

یک آزمایش ابتکاری که روی ماموریت سایک ناسا کار می‌کرد، با موفقیت دورترین نمایش ارتباطات لیزری، به اولین نقطه عطف مهم خود رسید. این نمایش فناوری روزی می‌تواند به ماموریت‌های ناسا کمک کند تا در اعماق فضا کاوش کنند و اکتشافات بیشتری در مورد منشا کیهان کشف کنند.

به گزارش خبرآنلاین، Psyche که در اواسط اکتبر به فضا پرتاب شد، در حال حاضر در مسیر مشاهده اولین نگاه بشر از یک سیارک فلزی بین مدار مریخ و مشتری است. این فضاپیما شش سال آینده را صرف مسافت ۲.۲ میلیارد مایل (۳.۶ میلیارد کیلومتر) خواهد کرد تا به همنام خود که در قسمت بیرونی کمربند اصلی سیارک‌ها قرار دارد برسد. در کنار این سفر، نمایش فناوری ارتباطات نوری فضای عمیق یا DSOC وجود دارد که در دو سال اول سفر ماموریتی را برای خود انجام می‌دهد.

این فناوری نمایشی به عنوان دورترین آزمایش آژانس فضایی ایالات متحده در زمینه ارتباطات لیزری با پهنای باند بالا طراحی شده است که ارسال و دریافت داده به و از زمین را با استفاده از یک لیزر مادون قرمز نزدیک نامرئی آزمایش می‌کند. لیزر می‌تواند داده‌ها را با سرعتی بین ۱۰ تا ۱۰۰ برابر سرعت سیستم‌های امواج رادیویی سنتی که ناسا در ماموریت‌های دیگر استفاده می‌کند ارسال کند. اگر این آزمایش طی چند سال آینده کاملاً موفقیت آمیز باشد، می‌تواند اساس آینده فناوری باشد که برای برقراری ارتباط با انسان‌هایی که در حال کاوش در مریخ هستند، استفاده می‌شود.

DSOC اخیراً به آنچه مهندسان «نور اول» نامیدند، دست یافت و شاهکار ارسال و دریافت موفقیت آمیز اولین داده‌های خود را داشت. این آزمایش برای اولین بار لیزری را پرتاب کرد که با داده‌های بسیار فراتر از ماه رمزگذاری شده بود. داده‌های آزمایشی از فاصله نزدیک به ۱۰ میلیون مایل (۱۶ میلیون کیلومتر) ارسال شد و به تلسکوپ هیل در رصدخانه پالومار مؤسسه فناوری کالیفرنیا در پاسادنا، کالیفرنیا رسید. فاصله بین DSOC و Hale حدود ۴۰ برابر بیشتر از فاصله ماه از زمین بود

دستیابی به اولین نور یکی از بسیاری از نقاط عطف حیاتی DSOC در ماه‌های آینده است که راه را به سوی ارتباطات با نرخ داده‌ای بالاتر که قادر به ارسال اطلاعات علمی، تصاویر با کیفیت بالا و پخش ویدیو در حمایت از جهش عظیم بعدی بشریت هستند هموار می‌کند، یعنی ارسال انسان.

ارسال لیزر در فضا

اولین نور، که در ۱۴ نوامبر رخ داد، زمانی رخ داد که ابزار گیرنده لیزری پروازی روی Psyche یک فانوس لیزری ارسال شده از آزمایشگاه تلسکوپ ارتباطات نوری در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در مرکز کوهستان Table در نزدیکی رایت‌وود، کالیفرنیا دریافت کرد. نور اولیه دریافت شده توسط فرستنده گیرنده Psyche به این ابزار کمک کرد تا لیزر خود را برای ارسال داده‌ها به تلسکوپ هیل، که در حدود ۱۰۰ مایل (۱۶۰ کیلومتر) جنوب کوه تیبل قرار دارد، هدف قرار دهد.

میرا سرینیواسان، سرپرست عملیات DSOC در JPL، واقع در پاسادنا، کالیفرنیا، گفت: «آزمایش (۱۴ نوامبر) اولین آزمایشی بود که دارایی‌های زمینی و فرستنده و گیرنده پرواز را به طور کامل ادغام کرد و تیم‌های عملیاتی DSOC و Psyche را ملزم به همکاری پشت سر هم کرد. این یک چالش بزرگ بود و ما کار‌های زیادی برای انجام دادن داریم، اما برای مدت کوتاهی توانستیم برخی از داده‌ها را ارسال، دریافت و رمزگشایی کنیم.»

این اولین بار نیست که ارتباطات لیزری در فضا آزمایش می‌شود. اولین آزمایش ارتباط لیزری دو طرفه در دسامبر ۲۰۲۱ زمانی که نمایش رله ارتباطات لیزری ناسا پرتاب شد و در فاصله ۲۲۰۰۰ مایلی (۳۵۴۰۶ کیلومتری) از زمین به مدار زمین رفت. از آن زمان، آزمایش‌ها ارتباطات نوری را از مدار پایین زمین و به ماه فرستاده‌اند؛ و فضاپیمای Artemis II از ارتباطات لیزری برای بازگرداندن ویدیو‌های با کیفیت بالا از سفر خدمه به دور ماه استفاده خواهد کرد.

اما برای DSOC اولین باری است که ارتباطات لیزری در اعماق فضا ارسال می‌شود، که به هدف فوق‌العاده دقیق و نشان دادن بیش از میلیون‌ها مایل نیاز دارد. آزمایش اولیه قابلیت‌های نمایشی فناوری به تیم اجازه می‌دهد تا روی سیستم‌های مورد استفاده در دقت اشاره لیزر کار کند. هنگامی که تیم آن کادر را علامت زد، DSOC آماده ارسال و دریافت داده‌ها به تلسکوپ هیل خواهد بود، زیرا فضاپیما دورتر از زمین حرکت می‌کند.

چالش‌های آینده

در حالی که DSOC در واقع داده‌های علمی جمع‌آوری‌شده توسط فضاپیمای Psyche را به دلیل اینکه یک آزمایش است ارسال نمی‌کند، با این حال لیزر برای ارسال بیت‌هایی از داده‌های آزمایشی رمزگذاری‌شده در فوتون‌های لیزر یا ذرات نور کوانتومی استفاده خواهد شد. سیستم‌های آشکارساز روی زمین می‌توانند سیگنال را از Psyche دریافت کرده و داده‌ها را از فوتون‌ها استخراج کنند. این نوع ارتباط نوری می‌تواند نحوه ارسال و دریافت داده‌های ناسا از ماموریت‌های خود در اعماق فضا را تغییر دهد.

دکتر جیسون میچل، مدیر بخش ارتباطات و فناوری‌های ناوبری پیشرفته در ارتباطات و ناوبری فضایی ناسا گفت: «ارتباطات نوری برای دانشمندان و محققانی که همیشه از ماموریت‌های فضایی خود چیز‌های بیشتری می‌خواهند، کاوش انسان در اعماق فضا را امکان پذیر می‌کند، این یک موهبت است. داده‌های بیشتر به معنای اکتشافات بیشتر است.»

تیم DSOC مدت زمانی را که طول می‌کشد تا پیام‌های لیزری در فضا سفر کنند، بررسی خواهند کرد. در طول نور اول، تنها ۵۰ ثانیه طول کشید تا لیزر از روان به زمین سفر کند. انتظار می‌رود در دورترین فاصله بین فضاپیما و زمین، لیزر ۲۰ دقیقه طول بکشد تا یک طرفه را طی کند؛ و در طول این مدت، فضاپیما به حرکت خود ادامه می‌دهد و زمین به چرخش در خواهد آمد.

در همین حال، فضاپیمای Psyche به آماده‌سازی برای ماموریت اولیه خود ادامه می‌دهد، سیستم‌های رانش را نیرو می‌دهد و ابزار‌های علمی را که برای مطالعه سیارک در جولای ۲۰۲۹ به آن نیاز دارد، آزمایش می‌کند. این مأموریت می‌تواند تعیین کند که آیا این سیارک هسته آشکار یک سیارک اولیه است یا خیر و بلوک ساختمانی سیاره‌ای از آغاز منظومه شمسی را بیابد.