Речь идет об испытаниях демонстрационной модели лазерного ретранслятора (LCRD) в условиях космоса. Полезная нагрузка LCRD, размещенная на борту спутника программы космических испытаний Министерства обороны США (STPSat-6), была запущена на орбиту 7 декабря 2021 года с космодрома ВВС США на борту ракеты United Launch Alliance Atlas V.
С помощью ретранслятора планируется организовать двунаправленную связь между спутниками и наземными станциями. После успешной демонстрации технология будет передана в промышленное производство. Стоимость проекта $310.5 млн.
В NASA отмечают, что оптическая связь – одно из усовершенствований, которое обеспечит значительные преимущества для космических миссий, «включая увеличение полосы пропускания в 10–100 раз по сравнению с радиочастотными системами». Оптические системы связи меньше по размеру, весу и требуют меньше мощности. А это означает, что помимо обеспечения беспрецедентных возможностей связи, лазерные системы позволяют экономить место, топливо и энергию, столь ценные на космических аппаратах.
После вывода спутника на орбиту инженеры оперативного центра в Лас-Крусес (Нью-Мексико) запустят процесс активации и включат полезную нагрузку. Первоначально LCRD будет отправлять и получать тестовые данные с наземных станций. Передача данных из центра управления будет осуществляться с помощью радиочастотных сигналов, а отвечать система будет по оптическим каналам. Затем информацию через LCRD на Землю отравят космические миссии. Система обеспечит непрерывный канал для передачи данных, поступающих от космических миссий к наземным станциям на Земле и обратно. Таким образом LCRD NASA станет первым двухсторонним сквозным оптическим ретранслятором.
«Передача карты Марса обратно на Землю с использованием современных радиочастотных систем занимает около девяти недель. С помощью лазеров мы можем ускорить процесс примерно до девяти дней.» NASA.
Отмечается, что LCRD сможет передавать данные по оптическим сигналам со скоростью 1,2 Гбит/с, что почти вдвое превышает скорость демонстрации лазерной связи в 2013 году, когда данные с Луны передавались по оптическому каналу со скоростью 622 Мбит/с.
Беспроводная лазерная связь – это технология, использующая в качестве несущей электромагнитные волны оптического диапазона. Принцип работы основывается на передаче данных модулированным излучением в инфракрасной части спектра. В качестве передатчика выступает мощный полупроводниковый лазерный диод. Данные в приемопередатчике кодируются различными помехоустойчивыми кодами, модулируются лазерным излучателем, фокусируются оптической системой в узкий компилированный луч и передаются в атмосферу. Приемник фокусирует оптический сигнал на лавинном фотодиоде, который преобразует оптический пучок в электрический сигнал, демодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса. Причем объем передаваемой информации зависит от частоты- чем она выше (до 1,5 ГГц), тем больше информации можно передать.
