6 hal yang perlu kamu ketahui

Ilustrasi ilustrasi relai komunikasi laser NASA yang berkomunikasi dengan Stasiun Luar Angkasa Internasional melalui tautan laser. Kredit: Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA

NASALaser Communications Relay Demo (LCRD) akan menggunakan sistem komunikasi laser untuk mengirimkan data dari luar angkasa ke Bumi. Berikut adalah enam hal yang perlu Anda ketahui tentang misi LCRD revolusioner NASA.

1. Komunikasi laser akan mengubah cara NASA memperoleh informasi di dalam dan di luar angkasa.

Sejak awal eksplorasi ruang angkasa, NASA telah menggunakan sistem frekuensi radio untuk berkomunikasi dengan astronot dan pesawat ruang angkasa. Namun, ketika misi luar angkasa menghasilkan dan mengumpulkan lebih banyak data, kebutuhan akan kemampuan komunikasi yang ditingkatkan meningkat. LCRD mengambil keuntungan dari kekuatan kontak laser, yang menggunakan cahaya inframerah daripada gelombang radio, untuk mengkodekan dan mengirimkan informasi ke dan dari Bumi.

Gelombang radio dan gelombang sinar laser inframerah adalah bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang pada titik yang berbeda dalam spektrum. Misi mengkodekan data ilmiah mereka pada sinyal elektromagnetik untuk mengirimnya kembali ke Bumi.

Cahaya inframerah yang digunakan dalam komunikasi laser berbeda dari gelombang radio karena terjadi pada frekuensi yang jauh lebih tinggi, memungkinkan para insinyur untuk mengemas lebih banyak data ke dalam setiap transmisi. Lebih banyak data menghasilkan lebih banyak informasi dan penemuan tentang ruang secara bersamaan.

Menggunakan laser inframerah, LCRD akan mengirim data kembali ke Bumi dari orbit geosynchronous pada 1,2 gigabit per detik (Gbps). Pada kecepatan dan jarak ini, Anda dapat mengunduh film dalam waktu kurang dari satu menit.

LCRD akan terbang sebagai muatan yang dihosting di pesawat ruang angkasa Departemen Pertahanan sebagai bagian dari misi Space Test Program (STP-3). LCRD akan melanjutkan eksplorasi komunikasi laser NASA untuk mendukung misi masa depan ke Bulan dan sekitarnya. Kredit: Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA

2. Komunikasi laser akan memungkinkan pesawat ruang angkasa untuk mengirim lebih banyak data kembali ke rumah dalam satu downlink.

Jika Anda hidup di akhir 80-an dan awal 90-an, Anda akan ingat kecepatan dial-up internet terestrial – sangat lambat. Menambahkan komunikasi laser ke pesawat ruang angkasa seperti penggunaan internet berkecepatan tinggi oleh manusia dengan teknologi seperti jaringan serat optik: sebuah revolusi.

Gelombang radio versus gelombang cahaya. kredit: NASA

Koneksi internet rumah kami hari ini memungkinkan video HD, acara, dan konten untuk mencapai layar kami hampir seketika. Hal ini sebagian disebabkan oleh koneksi serat optik yang mengirimkan sinar laser yang padat dengan data melalui kabel plastik atau kaca, menciptakan pengalaman pengguna yang lebih cepat.

Konsep yang sama – dengan pengecualian kabel serat – sedang diterapkan pada komunikasi laser ruang angkasa, yang memungkinkan pesawat ruang angkasa mengirimkan gambar dan video resolusi tinggi melalui tautan laser.

Dengan komunikasi laser, pesawat ruang angkasa dapat mengirim lebih banyak data sekaligus dalam satu unduhan. NASA dan industri kedirgantaraan memanfaatkan perkembangan baru ini dan menciptakan lebih banyak misi yang menggunakan laser untuk melengkapi satelit frekuensi radio.

3. Muatan berisi dua unit optik atau teleskop, Untuk menerima dan mengirimkan sinyal laser.

LCRD adalah relai satelit dengan beberapa komponen yang sangat sensitif yang menyediakan peningkatan komunikasi. Sebagai relai, LCRD menghilangkan kebutuhan misi pengguna untuk memiliki garis pandang langsung ke antena di darat. LCRD berisi dua stasiun optik – satu yang menerima data dari pesawat ruang angkasa pengguna, dan yang lainnya mengirim data ke stasiun bumi di Bumi.

Muatan LCRD di ruang bersih di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard. Kredit: NASA/Dave Ryan

Modem LCRD menerjemahkan data digital menjadi sinyal laser, yang kemudian ditransmisikan melalui berkas cahaya berkode, yang tidak terlihat oleh mata manusia, dengan modul optik relai. LCRD dapat mengirim dan menerima data, membangun jalur berkelanjutan untuk aliran data misi ke dan dari luar angkasa. Bersama-sama, kemampuan ini menjadikan relai optik dua arah ujung-ke-ujung pertama LCRD NASA.

Ini hanyalah beberapa komponen yang membentuk muatan LCRD, yang secara kolektif mewakili ukuran kasur yang besar.

4. LCRD didasarkan pada dua stasiun bumi di California dan Hawaii.

Setelah LCRD menerima dan mengkodekan informasi, muatan mengirimkan data ke stasiun bumi di Bumi yang masing-masing dilengkapi dengan teleskop untuk menerima cahaya dan modem untuk menerjemahkan cahaya yang dikodekan kembali menjadi data digital.

LCRD stasiun bumi Dikenal sebagai Optical Ground Stations (OGS)-1 dan -2, mereka berlokasi di Table Mountain di California Selatan, dan pada Gunung berapi Haleakala di Maui, Hawaii.

Sementara komunikasi laser dapat memberikan peningkatan kecepatan transfer data, turbulensi atmosfer – seperti awan dan turbulensi – dapat mengganggu sinyal laser saat mereka melakukan perjalanan melalui atmosfer bumi.

Lokasi OGS-1 dan OSG-2 dipilih untuk kondisi cuaca cerah, lokasi terpencil dan ketinggian. Sebagian besar cuaca di wilayah tersebut terjadi di bawah puncak pegunungan, membuat langit yang relatif cerah ideal untuk komunikasi laser.

5. LCRD memungkinkan pemerintah, akademisi, dan mitra komersial untuk menguji kemampuan laser dari orbit geosinkron.

LCRD akan menunjukkan kelayakan sistem komunikasi laser dari orbit geosynchronous – sekitar 22.000 mil di atas permukaan bumi.

Sebelum mendukung misi lain, LCRD akan menghabiskan dua tahun melakukan tes dan percobaan. Selama waktu ini, OGS-1 dan OGS-2 akan bertindak sebagai “tugas”, mengirim data dari satu stasiun ke LCRD dan kemudian ke stasiun lainnya.

LCRD mengirimkan data dari stasiun luar angkasa ke Bumi. Kredit: NASA/Dave Ryan

LCRD akan menguji fungsionalitas laser dengan eksperimen dari NASA, lembaga pemerintah lainnya, akademisi, dan perusahaan komersial. Beberapa eksperimen ini termasuk mempelajari turbulensi atmosfer pada sinyal laser dan mendemonstrasikan operasi layanan relai yang andal.

Tes ini akan memungkinkan komunitas luar angkasa untuk belajar dari LCRD dan lebih meningkatkan teknologi untuk implementasi di masa depan. NASA memberikan peluang ini untuk mengembangkan pengetahuan seputar komunikasi laser dan meningkatkan penggunaan operasionalnya.

Setelah fase percobaan, LCRD akan mendukung misi di luar angkasa, termasuk stasiun fotovoltaik yang akan dipasang di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Stasiun ini akan mengumpulkan data dari eksperimen sains di atas kapal dan kemudian mengirimkan informasi tersebut ke LCRD untuk ditransmisikan kembali ke Bumi.

6. LCRD adalah salah satu dari banyak misi laser yang menarik dan akan datang.

LCRD adalah sistem relai komunikasi laser pertama NASA. Namun, ada Banyak misi Dalam pengembangannya akan mendemonstrasikan dan menguji kemampuan komunikasi laser tambahan.

Misi komunikasi laser NASA. Kredit: NASA/Dave Ryan

• NS Sistem Komunikasi Optik Orion Artemis II (O2O) Stasiun (O2O) akan mengaktifkan umpan video resolusi tinggi melalui cahaya inframerah antara astronot Bumi dan Artemis II yang melakukan perjalanan mengelilingi Bulan.
• Pada tahun 2026, Roh Misi akan mencapai tujuannya – sebuah asteroid lebih dari 150 juta mil dari Bumi. akan membawa psikis komunikasi luar angkasa (DSOC) untuk menguji komunikasi laser terhadap tantangan berbeda yang disajikan oleh eksplorasi luar angkasa.

Semua misi ini akan membantu komunitas kedirgantaraan untuk menstandardisasi komunikasi laser untuk misi masa depan. Dengan laser menerangi jalan, NASA dapat mengumpulkan lebih banyak informasi dari luar angkasa daripada sebelumnya.

LCRD adalah muatan NASA di atas satelit Program Uji Luar Angkasa 6 (STPSat-6) milik Departemen Pertahanan. STPSat-6, bagian dari misi Space Test Program 3 (STP-3), akan diluncurkan dengan roket United Launch Alliance Atlas V 551 dari Cape Canaveral Space Force Station di Florida. STP dioperasikan oleh Komando Sistem Luar Angkasa Angkatan Luar Angkasa AS.

Goddard memimpin LCRD dan bermitra dengan Laboratorium Propulsi Jet NASA di California Selatan dan Dengan Laboratorium Lincoln. LCRD didanai oleh Program Misi Demonstrasi Teknologi NASA, yang merupakan bagian dari Direktorat Misi Teknologi Luar Angkasa, dan program Komunikasi dan Astronautika (SCaN) di Markas Besar NASA.