Baru-baru ini, untuk menambah baikkomunikasi angkasa lepas NASAkeupayaan, NASA merancang untuk menghantar demonstrasi teknologi yang dipanggil Modem Pengguna Orbit Bumi Rendah LCRD Bersepadu dan Terminal Penguat (ILLUMA-T) ke stesen angkasa pada tahun 2023. Bersama-sama, ILLUMA-T dan Demonstrasi Geganti Komunikasi Laser (LCRD), akan dilancarkan pada Disember 2021, akan melengkapkan sistem geganti laser dua hala pertama NASA.
Kelebihan Sistem Komunikasi Laser
Sistem komunikasi laser menggunakan cahaya inframerah yang tidak kelihatan untuk menghantar dan menerima maklumat pada kadar data yang lebih tinggi. Walaupun sistem frekuensi radio asal mengambil masa kira-kira sembilan minggu untuk menghantar peta lengkap Marikh kembali ke Bumi, ia mengambil masa kira-kira sembilan hari menggunakan laser. Oleh itu, dengan kadar data yang lebih tinggi, misi boleh menghantar lebih banyak imej dan video ke Bumi dalam satu penghantaran. Setelah dipasang di stesen angkasa, ILLUMA-T akan menunjukkan faedah kadar pemindahan data yang lebih tinggi untuk misi LEO. Komunikasi laser memberikan fleksibiliti misi yang lebih besar dan cara cepat untuk mengakses data dari angkasa. NASA sedang mengintegrasikan teknologi ini dalam demonstrasi dekat Bumi, bulan dan angkasa lepas.
Sebagai tambahan kepada faedah kadar data yang lebih pantas, sistem laser juga menawarkan kelebihan utama dalam reka bentuk kapal angkasa kerana beratnya yang lebih ringan dan penggunaan tenaga yang berkurangan. ILLUMA-T, yang kira-kira saiz peti sejuk standard, akan disimpan pada modul luaran di stesen angkasa untuk demonstrasi melalui LCRD. Pada masa ini, LCRD sedang menunjukkan faedah geganti laser dalam orbit geosynchronous (22,000 batu dari Bumi) untuk memperhalusi lagi keupayaan laser NASA dengan menghantar data dan menjalankan eksperimen antara dua stesen bumi. Sebaik sahaja ILLUMA-T memasuki stesen, terminal akan menghantar data resolusi tinggi, termasuk gambar dan video, ke LCRD pada kadar 1,200 megabit sesaat. Data kemudiannya akan dihantar dari LCRD ke stesen bumi di Hawaii dan California. Demonstrasi ini akan menunjukkan bagaimana komunikasi laser boleh memberi manfaat kepada misi NEO.
ILLUMA-T sedang dilancarkan sebagai muatan untuk misi Perkhidmatan Bekalan Semula Komersial SpaceX ke-29 untuk NASA. Dalam tempoh dua minggu pertama selepas pelancaran, ILLUMA-T akan dikeluarkan dari batang kapal angkasa Naga dan dipasang pada Kemudahan Pendedahan Modul Eksperimen Jepun (JEM-EF) stesen angkasa. Setelah muatan dipasang, pasukan ILLUMA-T akan menjalankan ujian awal dan semakan di orbit. Setelah itu selesai, pasukan akan menolak ke arah cahaya pertama muatan - satu peristiwa penting untuk misi, yang akan menghantar cahaya laser pertama ke LCRD melalui teleskop optiknya. Sebaik sahaja cahaya pertama hadir, penghantaran data dan eksperimen komunikasi laser akan bermula dan diteruskan sepanjang misi yang dirancang.
Menguji laser dalam senario yang berbeza
Pada masa hadapan, komunikasi laser operasi akan melengkapkan sistem frekuensi radio, yang masih bergantung kepada banyak misi angkasa untuk menghantar data kembali ke Bumi. Walaupun ILLUMA-T bukanlah misi pertama untuk menguji komunikasi laser di angkasa, ia membawa NASA selangkah lebih dekat dengan aplikasi praktikal teknologi ini.
Selain LCRD, pendahulu ILLUMA-T termasuk Sistem Penghantaran Inframerah TeraByte 2022, yang kini sedang menguji komunikasi laser pada CubeSat kecil di orbit berhampiran Bumi, dan Demonstrasi Komunikasi Laser Lunar, yang, semasa Suasana Bulan dan Persekitaran Debu 2014 Misi penjelajah, menghantar data berulang-alik antara orbit bulan dan Bumi; dan muatan optik Sains Lasercomm 2017, yang menunjukkan cara komunikasi laser boleh mempercepatkan aliran maklumat antara Bumi dan angkasa berbanding isyarat radio.
Menguji keupayaan komunikasi laser untuk menghasilkan kadar pemindahan data yang lebih tinggi dalam pelbagai senario akan membantu komuniti aeroangkasa memperhalusi lagi keupayaan untuk misi masa depan ke Bulan, Marikh dan angkasa lepas.
