دریافت یک پیام لیزری از ۱۶ میلیون کیلومتری در فضا

تینا مزدکی: برای ارتباط با فضانوردان و فضاپیماها تا کنون به طور سنتی از امواج رادیویی استفاده می‌شد؛ اما فرکانس‌های بالاتر نور، مانند مادون قرمز نزدیک، پهنای باند را افزایش می‌دهد و بنابراین سرعت داده افزایش پیدا می‌کند. اگر می‌خواهیم پیام‌های ویدیویی با کیفیت بالا را بدون تأخیر قابل توجهی به مریخ و هرجای دیگر ارسال کنیم، در واقع این گامی به سوی فناوری مورد نیاز ما است.

این آزمایش بخشی از آزمایش ارتباطات نوری فضای اعماق ناسا (DSOC) است و ایجاد این ارتباط موفقیت آمیز به عنوان «نور اول» شناخته می‌شود. به گفته مدیر نمایش فناوری در مقر ناسا، دستیابی به «نور اول» یکی از نقاط عطف حیاتی DSOC در ماه‌های آینده است که راه را به سوی ارتباطات با نرخ داده‌ای بالاتر که قادر به ارسال اطلاعات علمی، تصاویر با کیفیت بالا و پخش ویدئو در حمایت از جهش عظیم بعدی بشر هستند، هموار می‌کند.

همه ما برای ارتباطات زمینی و پرسرعت خود به فناوری مشابهی که در فیبرهای نوری تعبیه شده است تکیه می‌کنیم، اما در اینجا برای استفاده در فضا و در مقیاس بالا و برای بهبود روش‌های موجود در جهت بازگرداندن اطلاعات به زمین، این نوع فناوری به شکل خاصی سازگار شده است.

مهندسان به دلیل نور مادون قرمز به راحتی می‌توانند امواج آن را به صورت لیزری منتقل کنند. این باعث نمی‌شود نور سریع‌تر حرکت کند، اما مرتب می‌شود و پرتو آن را به یک کانال باریک محدود می‌کند. این به قدرت بسیار کمتری نسبت به پراکندگی امواج رادیویی که رهگیری آن سخت‌تر است، نیاز دارد.

این بدان معنا نیست که کار ساده‌ای است. بیت‌های داده در فوتون‌های ساطع شده توسط لیزر کدگذاری می‌شوند که به تعدادی ابزار سنگین، از جمله یک آرایه آشکارساز با کارایی بالا برای آماده‌سازی اطلاعات در جهت انتقال و ترجمه آن در انتهای دیگر نیاز دارد. چالش دیگر این است که سیستم پیکربندی موقعیت یابی خود را در زمان واقعی تطبیق دهد. در آخرین آزمایش، حدود ۵۰ ثانیه طول کشید تا فوتون‌های لیزری از فضاپیما به تلسکوپ برسند.

فرستنده و گیرنده لیزری که این اتصال را ایجاد کرد، در سفینه فضایی سایک است که در یک ماموریت نمایشی فناوری دو ساله به سمت کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری حرکت می‌کند. در طی این آزمایش سفینه فضایی با تلسکوپ هیل در رصدخانه پالومار در کالیفرنیا تماس گرفت. سایک برای پرواز در اطراف مریخ برنامه‌ریزی شده است؛بنابراین آزمایش‌ها برای اصلاح و بهبود این روش نوآورانه ارتباط لیزری نزدیک به مادون قرمز و اطمینان از سرعت و اطمینان آن‌چنان که لازم است، ادامه خواهد یافت.

مدیر عملیات DSOC در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا می‌گوید: «این یک چالش بزرگ بود و ما هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن داریم، اما برای مدت کوتاهی توانستیم برخی از داده‌ها را ارسال، دریافت و رمزگشایی کنیم...»