NASAs første brug af lasere til at sende 15 sekunders HD-video tilbage fra det dybe rum

Ifølge NASA (NASA) seneste nyheder, i teknologidemonstrationen den 11. december, brugte NASA for første gang lasere fra Jorden omkring 31 millioner kilometer (ca. 80 gange afstanden mellem Jorden og månen) fra det dybe rum til sende en sektion af ultra-high-definition streaming video tilbage.
Videoen viser en livlig orange tabby kat ved navn Taters, der jagter en laserplet i bevægelse. Det markerer også en historisk milepæl – selvom forskere tidligere har brugt lasere til at transmittere signaler mellem kredsløb nær Jorden og månen, er det første gang, teknologien er blevet demonstreret i det dybe rum.
NASAs viceadministrator Pam Melroy sagde: "Denne præstation understreger vores forpligtelse til at fremme optisk kommunikation som et nøgleelement i at opfylde fremtidige datatransmissionsbehov. Øget båndbredde er afgørende for at nå vores fremtidige udforsknings- og videnskabelige mål, og vi ser frem til, at denne teknologi indvarsler fortsatte fremskridt og transformerer den måde, mennesker kommunikerer på på fremtidige interplanetariske missioner."
Specifikke operationelle procedurer og mål
Eksperimentet er designet til at transmittere video med meget høj båndbredde og andre data fra det dybe rum, og derved muliggøre fremtidige menneskelige missioner uden for kredsløb nær Jorden. Demonstrationen transmitterede i alt 15 sekunders testvideo gennem et sofistikeret instrument kaldet en flylasertransceiver. Videosignalet blev sendt med systemets maksimale bithastighed på 267 megabit per sekund (Mbps) og vendte til sidst tilbage til Jorden på 101 sekunder.
Instrumentet var i stand til at sende og modtage nær-infrarøde signaler og affyrede en kodet nær-infrarød laser mod Hale-teleskopet ved Caltechs Palomar Observatory i San Diego County, Californien, hvor det med succes downloadede filen.
Hver frame af looping-videoen blev derefter sendt i "realtid" til NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien, hvor den blev udsendt i realtid.
Laserkommunikationsdemonstrationen blev lanceret den 13. oktober i forbindelse med NASAs Psyche-mission, som NASA håber vil gøre det muligt for den at transmittere data fra det dybe rum 10 til 100 gange hurtigere end den avancerede radiokommunikationsteknologi, der i øjeblikket er i brug. Teknologidemonstrationen vil sende signaler med høj datahastighed til den røde planet, den fjerneste planet fra Jorden, mens Psych rejser til det vigtigste asteroidebælte mellem Mars og Jupiter. I processen baner det vejen for fremtidig kommunikation med høj datahastighed, der sender kompleks videnskabelig information, high-definition billeder og video for at understøtte menneskehedens næste gigantiske spring: at sende mennesker til at leve på Mars.
"Et af målene er at demonstrere evnen til at transmittere bredbåndsvideo på tværs af millioner af miles. der er ingen videodata genereret på Psyche, så vi sender normalt tilfældigt genererede testpakker," siger Bill Klipstein, programleder for teknologidemonstrationer hos NASA's Jet Fremdriftslaboratorium. "Men for at gøre denne betydningsfulde begivenhed endnu mere mindeværdig, besluttede vi at arbejde sammen med designerne på Jet Propulsion Laboratory for at skabe en sjov video, der fanger essensen af ​​demonstrationen som en del af Psych-missionen."
Kat og kat video fra det dybe rum
Taters, en tigerkat, ses jagte en laserspot i bevægelse, kæledyret til en Jet Propulsion Laboratory-medarbejder, i denne korte, ultra-high-definition video, der er uploadet før lanceringen, og som har overlejret grafik. Billederne viser adskillige parametre for tech-demoen, såsom Psych's orbitale bane, kuplen på Palomar-teleskopet og teknisk information om laseren og dens databithastighed. Derudover vises pulsen, farven og racen for Tater-katte og -killinger i realtid.
"På trods af at den sender fra millioner af miles væk, er den i stand til at sende video hurtigere end de fleste bredbåndsinternetforbindelser," sagde Ryan Rogalin fra Jet Propulsion Laboratory, som er projektets leder af modtagerelektronik. "Faktisk, efter at videoen er modtaget hos Palomar, sendes den til Jet Propulsion Laboratory over internettet, en forbindelse, der er langsommere end signaler fra det dybe rum. Designlaboratoriet på Jet Propulsion Laboratory gjorde et fantastisk stykke arbejde med at hjælpe os med at demonstrere teknologien - og alle elskede taterne."
Der er en historie bag valget af denne kattevideo til himlen: siden 1928 har en populær tegneseriefigur, Garfield, optrådt i tv-testudsendelser. I dag er "Garfield"-videoer og humørikoner stadig populære på internettet. Magien ved at flytte laserprikker til katte skaber endnu flere sjove øjeblikke for dyrevenner!
Den ene milepæl efter den anden
Denne seneste milepæl følger erkendelsen den 14. november af den "første lys"-nøgleknude til laserkommunikation i rummet. Systemet er nu godt på vej til at verificere hurtigere data-downlink-hastigheder og forbedre pege-nøjagtigheden under ugentlige kontroller. om aftenen den 4. december demonstrerede projektet downlink-bithastigheder på 62,5 Mbps, 100 Mbps og 267 Mbps, som kan sammenlignes med downloadhastigheder på bredbåndsinternet. I alt downloadede holdet 1,3 terabit data i denne periode.
Deep-space optisk kommunikationsdemonstration er den seneste i rækken af ​​optisk kommunikationsdemonstrationer finansieret af Technology Demonstration Mission (TDM)-programmet under NASA's Space Technology Mission Council og støttet af SCaN-programmet (Space Communications and Navigation) inden for NASA's Space Operations Mission Råd.