تستطيع ناسا الآن التواصل مع مركباتها الفضائية باستخدام الليزر

تواجه وكالة ناسا صعوبة بالغة في التواصل مع معداتها في الفضاء: إذ أصبحت الترددات الراديوية التي تستخدمها المركبات الفضائية للتواصل مشغولة للغاية. مع إرسال المزيد والمزيد من البعثات إلى الفضاء الخارجي ومع حمل هذه البعثات لمعدات متطورة بشكل متزايد، فإن كمية البيانات التي يجب إرسالها إلى الأرض تتزايد بما يتجاوز قدرات أنظمة الاتصالات اللاسلكية الحالية.

الحل لهذه المشكلة هو استخدام ترددات أعلى، والتي يمكنها حمل المزيد من البيانات. ولكن قبل أن يصبح من الممكن استخدام أي نظام اتصالات جديد على نطاق واسع، لا بد من اختباره بشكل شامل.

هذا هو هدف مشروع تجريبي جديد يسمى Deep Space Optical Communications (DSOC)، والذي تم إطلاقه بالتزامن مع مهمة Psyche المتجهة إلى حزام الكويكبات الرئيسي في النظام الشمسي، لاختبار ما إذا كان من الممكن استخدام الليزر من أجل اتصالات أكثر كفاءة. وأرسلت التجربة بيانات الاختبار الأولى الخاصة بها في العام الماضي وفي وقت سابق من هذا العام. ونتيجة لذلك، تم إرسال البيانات الفعلية من المركبة الفضائية بنجاح إلى الأرض.

والآن، وصل مشروع DSOC إلى معلم جديد من خلال إكمال المرحلة التشغيلية الأولى، وإرسال البيانات بنجاح من مسافة 290 مليون ميل - وهي أيضًا المسافة القصوى بين الأرض والمريخ في أبعد نقطة.

صرحت ميرا سرينيفاسان، رئيسة مشروع DSOC، في بيان: " هذا الإنجاز بالغ الأهمية. يتطلب الاتصال بالليزر دقة عالية جدًا، وقبل إطلاق سايكي، لم نكن نعرف مدى تدهور أداء الإرسال على أطول المسافات ". " يمكن أن يكون الاتصال البصري وسيلة قوية وتحويلية لاستكشاف النظام الشمسي ."

قبل ذلك، كان المهندسون واثقين من إمكانية إجراء اتصالات بالليزر، وكانوا قد قدروا دقتها على مسافات طويلة للغاية. ولكن في أي تكنولوجيا فضائية، من المهم دائمًا اختبار أن كل شيء يعمل بشكل صحيح سواء من الناحية النظرية أو العملية. أحد التحديات الرئيسية التي تواجه DSOC هو ضمان أن تكون الهوائيات الأرضية والفضائية قادرة على الإشارة إلى بعضها البعض بدقة كافية لإرسال البيانات عبر مسافات طويلة للغاية.

كما أراد الفريق أيضًا اختبار معدلات البيانات التي يمكنهم توقعها عند استخدام الاتصال بالليزر من مسافات مختلفة. على مسافة 33 مليون ميل، أي ما يعادل كوكب المريخ في أقرب نقطة إلى الأرض، حقق DSOC معدل بت يبلغ 267 ميجابت في الثانية، وهو مماثل لسرعات الإنترنت ذات النطاق العريض. وعلى مسافة أطول بكثير بلغت 240 مليون ميل، وصلت السرعة التي تم تحقيقها إلى 6.25 ميجابت في الثانية. يمكننا أن نرى أن المسافة تتسبب في انخفاض معدل البت بشكل كبير، ولكنها لا تزال أسرع بكثير مما يمكن تحقيقه باستخدام أنظمة الاتصالات اللاسلكية الحالية.

الآن بعد اكتمال المرحلة الأولى من الاختبار، تم إيقاف تشغيل جهاز الإرسال والاستقبال. ولكن الاختبار لم ينته بعد، وسيتم إعادة تشغيله الشهر المقبل لاختبار ما إذا كانت الأجهزة قادرة على البقاء في الفضاء لمدة عام ومواصلة العمل بشكل صحيح.