Bumi baru saja menerima pesan sinar laser dari jarak 16 juta kilometer

Eksperimen luar angkasa yang dilakukan pesawat ruang angkasa Psyche milik NASA baru saja mengirimkan pesan laser ke Bumi dari jarak jauh dari bulan untuk pertama kalinya, suatu prestasi yang dapat mengubah cara pesawat ruang angkasa berkomunikasi.

Dalam demonstrasi terjauh dari jenis komunikasi optik ini, Deep Space Optical Communications (DSOC) memancarkan laser inframerah-dekat yang dikodekan dengan data uji dari lokasinya sekitar 16 juta kilometer (10 juta mil) jauhnya – sekitar 40 kali jarak . Lebih jauh dari Bulan daripada Bumi – ke Teleskop Hale di Observatorium Palomar Caltech di California.

DSOC adalah demonstrasi teknologi selama dua tahun yang menggunakan Psyche saat mencapai target utamanya, asteroid Psyche. Demonstrasi tersebut mencapai “cahaya pertama” pada tanggal 14 November, menurut Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA, yang mengelola kedua misi tersebut, berkat manuver yang sangat presisi yang membuat transceiver laser mengunci suar laser uplink JPL yang kuat di Table Mountain Observatory. Hal ini memungkinkan transceiver DSOC mengarahkan laser downlink-nya ke Observatorium Caltech yang berjarak 130 kilometer (100 mil).

“Pencapaian cahaya pertama adalah salah satu dari banyak tonggak penting bagi DSOC dalam beberapa bulan mendatang, membuka jalan menuju komunikasi dengan kecepatan data lebih tinggi yang mampu mengirimkan informasi ilmiah, gambar definisi tinggi, dan video streaming untuk mendukung lompatan besar umat manusia berikutnya: mengirim manusia,” katanya. Trudy Curtis, Direktur Promosi Teknologi di kantor pusat NASA, dalam konferensi pers: “Ke Mars.” penyataan.

Komunikasi optik digunakan untuk mengirim pesan Dari orbit bumi sebelumnya, namun sejauh ini ini adalah jarak terjauh dengan laser. Dalam sinar laser, berkas foton bergerak dalam arah yang sama dan dengan panjang gelombang yang sama. Komunikasi laser dapat mengirimkan data dalam jumlah besar dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya dengan mengemas data ke dalam osilasi gelombang cahaya ini, dan mengkodekan sinyal optik yang dapat mengirimkan pesan ke penerima melalui sinar inframerah (tidak terlihat oleh manusia).

NASA biasanya menggunakan gelombang radio untuk berkomunikasi dengan misi yang lebih jauh dari Bulan, keduanya menggunakan gelombang elektromagnetik untuk mengirimkan data, namun keuntungan laser adalah lebih banyak data dapat dikemas menjadi gelombang yang lebih kompak. Menurut NASA, demonstrasi teknologi DSOC bertujuan untuk menunjukkan tingkat transmisi 10 hingga 100 kali lebih besar daripada sistem komunikasi radio terbaik saat ini.

Mengizinkan lebih banyak data untuk dikirim akan memungkinkan misi masa depan membawa instrumen sains dengan resolusi lebih tinggi serta memungkinkan komunikasi yang lebih cepat pada potensi misi luar angkasa – misalnya, streaming video langsung dari permukaan Mars.

“Komunikasi optik merupakan keuntungan bagi para ilmuwan dan peneliti yang selalu menginginkan lebih dari misi luar angkasa mereka, dan akan memungkinkan eksplorasi manusia di luar angkasa,” kata Dr. Jason Mitchell, direktur Divisi Teknologi Komunikasi dan Navigasi Tingkat Lanjut di Program Komunikasi dan Astronautika NASA . . “Lebih banyak data berarti lebih banyak penemuan.”

Namun ada beberapa tantangan yang perlu diuji terlebih dahulu. Semakin jauh sambungan optik harus menempuh jarak, semakin sulit jadinya, karena memerlukan ketelitian yang ekstrim untuk mengarahkan sinar laser. Selain itu, sinyal foton akan menjadi lebih redup, membutuhkan waktu lebih lama untuk mencapai tujuannya, yang pada akhirnya menyebabkan penundaan komunikasi.

Selama pengujian pada 14 November, foton membutuhkan waktu sekitar 50 detik untuk berpindah dari Psyche ke Bumi. Saat Psyche mencapai jarak terjauhnya, diperlukan waktu sekitar 20 menit untuk bergerak mundur, cukup lama bagi Bumi dan pesawat ruang angkasa untuk bergerak, sehingga laser pada keduanya perlu beradaptasi dengan perubahan posisi ini.

Sejauh ini, demonstrasi teknologi yang memecahkan rekor tersebut sukses besar. “[The] “Pengujian ini merupakan pengujian pertama yang sepenuhnya mengintegrasikan aset transponder darat dan penerbangan, sehingga tim operasi DSOC dan Psyche harus bekerja berdampingan,” kata Meera Srinivasan, pimpinan operasi DSOC di JPL. “Ini adalah tantangan besar, dan kami memiliki banyak pekerjaan yang harus dilakukan, namun dalam waktu singkat, kami dapat mengirim, menerima, dan mendekripsi beberapa data.”

Atau seperti yang dikatakan Abi Biswas, ahli teknologi proyek DSOC di JPL: “[We] Mereka mampu bertukar “sedikit cahaya” ke dan dari luar angkasa. Pertukaran serpihan cahaya ke dan dari luar angkasa mungkin merupakan perubahan masa depan dalam cara kita berkomunikasi dalam eksplorasi luar angkasa.