La nueva antena experimental de la NASA rastrea láseres del espacio profundo

La Estación Espacial Profunda 13 en el Complejo Goldstone de la NASA en California, parte de la Red de Espacio Profundo de la agencia, es una antena experimental adaptada con una punta óptica. Inicialmente, esta prueba de concepto recibía señales de radiofrecuencia y láser desde el espacio profundo al mismo tiempo.

NASA/JPL-Caltech

Capaz de recibir tanto frecuencias de radio como señales ópticas, la antena híbrida de DSN rastreó y decodificó el láser de enlace descendente de DSOC, a bordo de la misión Psyche de la NASA.

Una antena experimental recibió señales láser de radiofrecuencia y de infrarrojo cercano de la NASA espíritu Nave espacial viajando por el espacio profundo. Esto demuestra que es posible utilizar antenas parabólicas gigantes para la Red de Espacio Profundo de la NASA (DSN) que se comunica con naves espaciales a través de ondas de radio, que se actualizará y mejorará para comunicaciones ópticas o láser.

Al incluir más datos en las transmisiones, las comunicaciones ópticas permitirán nuevas posibilidades para la exploración espacial y al mismo tiempo admitirán DSN bajo demanda en la red. Crece.

Primer plano de la terminal óptica de la Estación Espacial Profunda 13

Un primer plano de la terminal óptica de la Estación Espacial Profunda 13 muestra siete espejos hexagonales que recogen señales del láser de enlace descendente del DSOC. Los espejos reflejan la luz hacia la cámara directamente encima de ellos y luego la señal se envía al detector a través de un sistema de fibra óptica.

NASA/JPL-Caltech

La antena radioóptica híbrida de 34 metros (112 pies), llamada Estación Espacial Profunda 13, rastreó un láser de enlace descendente de Deep Space Optical Communications de la NASA (DSOC) Oferta tecnológica desde noviembre de 2023. Oferta tecnológica Transceptor láser de aviación Viaja con la nave espacial Psyche de la agencia. Lanzado El 13 de octubre de 2023.

READ  Mayor financiación para el cáncer de mama y el embarazo

La antena híbrida está ubicada en el Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo Goldstone de DSN, cerca de Barstow, California, y no forma parte del experimento DSOC. DSN, DSOC y Psyche son administrados por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California.

«Nuestra antena híbrida pudo bloquear y rastrear de manera exitosa y confiable el enlace descendente DSOC poco después de que se lanzara la demostración de la tecnología», dijo Amy Smith, subdirectora de DSN en JPL. «También recibió una señal de radiofrecuencia de Psyche, por lo que demostramos por primera vez comunicaciones ópticas y de radio simultáneas en el espacio profundo».

Antena híbrida experimental Goldstone

Ahora que la antena híbrida experimental de Goldstone ha demostrado que tanto las señales de radio como las de láser pueden recibirse simultáneamente mediante la misma antena, las antenas híbridas especialmente diseñadas (como la que se muestra aquí en el concepto de un artista) algún día podrían convertirse en una realidad.

NASA/JPL-Caltech

Equipo de proyecto en Jet Propulsion Laboratory (JPL).

Durante las pruebas de la antena experimental, esta imagen fue transmitida al equipo del proyecto en el JPL por el transceptor DSOC a bordo de Psyche.

NASA/JPL-Caltech

A finales de 2023, la antena híbrida transmitió datos desde una distancia de 32 millones de kilómetros (20 millones de millas) a una velocidad de 15,63 megabits por segundo, aproximadamente 40 veces más rápido que las comunicaciones por radiofrecuencia a esa distancia. El 1 de enero de 2024, la antena vinculó la imagen del equipo cargada en DSOC antes del lanzamiento de Psyche.

Dos por uno

Para detectar fotones láser (partículas de luz cuántica), se colocan siete espejos segmentados de ultraprecisión en el interior de la superficie curva de la antena híbrida. Como espejos hexagonales Del Telescopio Espacial James Webb de la NASA, estas partes imitan la apertura de recolección de luz de un telescopio de 3,3 pies (1 metro) de apertura. Cuando los fotones láser llegan a la antena, cada espejo refleja con precisión y redirige los fotones a una cámara de alta exposición conectada al subreflector de la antena suspendido sobre el centro del plato.

READ  Bicicleta de viaje ligera REEB SST Prototype de 120 mm

La señal láser recopilada por la cámara se transmite luego a través de una fibra óptica que alimenta un detector de fotón único de nanocables semiconductores enfriado criogénicamente. Fue diseñado y construido por el Jet Propulsion Laboratory (JPL). Laboratorio de MicrodispositivosEl detector es identico Para el uno Se utiliza en el Observatorio Palomar del Instituto de Tecnología de California, en el condado de San Diego, California, que sirve como estación terrestre de enlace descendente para DSOC.

«Es un sistema óptico muy duradero construido sobre una estructura flexible de 34 metros», dijo Barzeya Tehrani, subdirector de sistemas de comunicaciones terrestres y gerente de entrega de antenas híbridas del JPL. «Utilizamos un sistema de espejos, pequeños sensores y cámaras para alinear y dirigir el láser desde el espacio profundo hasta las fibras que llegan al detector».

Teherani espera que la antena sea lo suficientemente sensible como para detectar una señal láser enviada desde Marte en el punto más alejado de la Tierra (2,5 veces la distancia entre el Sol y la Tierra). Psyche estará a esa distancia en junio en su camino hacia el cinturón de asteroides principal entre Marte y Júpiter para explorar el asteroide Psyche rico en metales.

El reflector de siete segmentos de la antena es una prueba de concepto para una versión más grande y potente con 64 segmentos (el equivalente a un telescopio de 8 m de apertura) que podría utilizarse en el futuro.

Solución de infraestructura

DSOC allana el camino para comunicaciones de mayor velocidad de datos capaces de transmitir información científica compleja, vídeo e imágenes de alta definición para respaldar el próximo gran salto de la humanidad: Enviar humanos a Marte. Presentación de tecnología recientemente. Fluido El primer vídeo de ultra alta definición desde el espacio profundo a velocidades de bits récord.

READ  Mater lanza un nuevo modelo de atención para mujeres embarazadas con diabetes

Reequipar las antenas de RF con terminales ópticos y construir antenas híbridas especialmente diseñadas podría ser una solución a la actual falta de infraestructura óptica terrestre dedicada. DSN cuenta con 14 platos distribuidos en instalaciones de California, Madrid y Canberra, Australia. Las antenas híbridas pueden depender de comunicaciones ópticas para recibir grandes cantidades de datos y utilizar frecuencias de radio para datos que requieren menos ancho de banda, como la telemetría (información de salud y posición).

«Durante décadas, hemos estado agregando nuevas frecuencias de radio a las gigantescas antenas DSN existentes en todo el mundo, por lo que el siguiente paso más factible es incluir frecuencias ópticas», dijo Tehrani. «Podemos tener un activo que haga dos cosas al mismo tiempo; transformar nuestros métodos de comunicación en autopistas y ahorrar tiempo, dinero y recursos».

Más sobre la misión

DSOC es la última de una serie de demostraciones de comunicaciones ópticas financiadas por el programa de misión de demostración de tecnología (TDM) de la NASA y el programa de navegación y comunicaciones espaciales (SCaN) de la NASA. El Jet Propulsion Laboratory (JPL), una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, California, gestiona el DSOC para TDM dentro de la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA y el SCaN dentro de la Dirección de Misiones de Operaciones Espaciales de la agencia.

Para obtener más información sobre los proyectos de comunicaciones ópticas de la NASA, visite:

https://www.nasa.gov/lasercomms/

/Liberación General. Este material de la organización/autores originales puede ser de naturaleza cronológica y está editado para mayor claridad, estilo y extensión. Mirage.News no asume posiciones corporativas ni partidos, y todas las opiniones, posiciones y conclusiones expresadas aquí son únicamente las del autor (es). Ver en su totalidad aquí.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *