Космический аппарат Психея использовал лазер для передачи видео на Землю

Космический аппарат «Психея» (Psyche) достигнет одноименного астероида не раньше 2029 года, но он не теряет времени зря. НАСА оснастило этот корабль новой демонстрационной версией лазерной связи, чтобы впервые протестировать более быстрое средство коммуникации за пределами лунной орбиты.

Сейчас «Психея» находится на расстоянии около 30 миллионов километров, и НАСА успешно передало видео сверхвысокого разрешения с зонда в центр управления Лаборатории реактивного движения здесь, на Земле.

В настоящее время все удаленные роботизированные миссии НАСА связываются с Землей через сеть дальнего космоса — совокупность спутников и наземных станций, которые передают и принимают радиочастотные сигналы от миссий.

Радиосигналы гораздо более широко-направленные, чем лазеры, которые необходимо точно нацелить для поддержания соединения, но лазеры обеспечивают гораздо более высокие скорости передачи данных. НАСА утверждает, что лазерная связь должна быть в 10–100 раз быстрее, чем самые совершенные радиочастотные системы.

«Психея» была запущена в октябре 2023 года и в настоящее время направляется к Марсу для гравитационного маневра в 2026 году, который подготовит ее к встрече с металлическим астероидом Психея в 2029 году.

Перед запуском НАСА загрузило на космический аппарат видео для проверки инфракрасной лазерной системы. Вместо того, чтобы использовать какой-то обычный тестовый шаблон, JPL работала со своей собственной командой дизайнеров над созданием видео (ниже).

На нем изображен кот по имени Тейтерс, принадлежащий члену команды Psyche. Помимо кота, видео включает в себя некоторые данные о миссии, в том числе текущий курс зонда, техническую информацию о лазере и даже частоту сердечных сокращений кота.

Видео длится всего 15 секунд, но разрешение 4K означает, что передача обратно на Землю заняла 101 секунду. Оно было передано с максимальной скоростью передачи данных системы 267 Мбит/с. Сигнал был принят телескопом Хейла в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института в Сан-Диего.

Каждый кадр отправлялся непосредственно в центр управления Лаборатории реактивного движения в южной Калифорнии для воспроизведения в режиме реального времени по мере его поступления. «Несмотря на то, что передача осуществлялась на расстоянии в миллионы миль, она могла передавать видео быстрее, чем большинство широкополосных интернет-соединений», — говорит Райан Рогалин из JPL.

Лаборатория реактивного движения начала испытания лазерной системы 14 ноября с более низкими скоростями передачи данных, которые медленно увеличивались до финального испытания на полной скорости.

Первая устойчивая передача произошла 4 декабря, когда «Психея» передала данные на Землю со скоростью 62,5 Мбит/с. Затем команда увеличила скорость до 100 Мбит/с, а теперь до 267 Мбит/с. За все испытания команда передала 1,3 терабита, что немного больше, чем 1,2 терабита, переданные во время всей четырехлетней миссии НАСА Магеллан на Венеру.

«Психея» не полагается полностью на новую лазерную систему — у нее все еще есть традиционные радиопередатчики, которые позволят ей передавать свои результаты из места назначения через сеть дальнего космоса. Тем не менее, НАСА надеется, что из испытаний «Психеи» оно узнает достаточно, чтобы создавать будущие миссии на основе лазерной связи.