ارتباطات لیزری آرتمیس II؛ پشت صحنه پخش زنده با سامانه O2O

سامانهٔ ارتباطات نوری اوریون (O2O) که در همکاری آزمایشگاه لینکلن MIT و مرکز پرواز فضایی گادارد ناسا توسعه یافت، پخش زندهٔ مأموریت آرتمیس II را از مدار ماه به زمین منتقل کرد. این پیوند مبتنی بر لیزر فروسرخ بود و نسبت به پیوندهای رادیویی توانایی انتقال داده را حدوداً 10 تا 100 برابر افزایش می‌دهد؛ نتیجه‌ای که جایگاه «ارتباطات لیزری آرتمیس II» را به‌عنوان الگویی برای ارتباطات پهن‌باند در فضای عمیق تثبیت کرد.

حجم و سرعت انتقال

سامانهٔ O2O نزدیک به نیم‌ترابایت داده را با سرعتی تا 260 مگابیت بر ثانیه به ایستگاه‌های زمینی فرستاد. این جریان داده شامل نماهای جدید از سمت دور ماه، تصویر زمین به‌صورت هلال که از پشت ماه غروب می‌کرد، یک کسوف کامل تقریباً یک ساعته و ثبت جرقه‌های نور ناشی از برخورد شهاب‌واره‌های کوچک با سطح ماه بود.

نمایی از دهانه‌های ماه ثبت‌شده توسط آرتمیس II

هدف فنی و پیامدها

فرزانه خاتری، مهندس ارشد سامانه‌ها در گروه ارتباطات نوری و کوانتومی آزمایشگاه لینکلن، هدف از آزمایش را نمایش کاربرد عملی O2O برای پروازهای فضایی سرنشین‌دار و توسعهٔ اتصال پهن‌باند در فضای عمیق بیان کرد. این تجربه نشان داد می‌توان ظرفیت انتقال اطلاعات بین فضاپیماها و زمین را به‌طور چشمگیری افزایش داد و زیرساخت‌های لازم برای اینترنت پرسرعت فضایی را بنیان نهاد.

چه چیزهایی ثبت شد

  • نماهای تازه از حوضه‌ها و دهانه‌های سمت دور ماه
  • تصویر زمین در قالب هلال که از پشت ماه غروب می‌کرد
  • کسوف کامل خورشیدی با مدت زمانی نزدیک به یک ساعت
  • شواهد برخورد شهاب‌واره‌های ریز و اثرات ناشی از آن‌ها روی سطح ماه

چالش‌ها و گام‌های بعدی

مزایای ارتباطات لیزری در فضای عمیق قابل توجه است، اما مسائل فنی باقی می‌مانند: هدف‌گیری و پایش دقیق پرتو، کاهش تأثیرات ناشی از لرزش و تغییرات حرارتی، مدیریت ذرات و گرد و غبار ماهی، و طراحی شبکه‌های رله‌ای و پروتکل‌هایی که پوشش مداوم در مدارها و مسیرهای متنوع فراهم کنند. نتایج O2O مسیر توسعهٔ رله‌های نوری، استانداردهای ارتباطی و پروتکل‌های انتقال داده در فضا را هموار می‌کند و به تجاری‌سازی این فناوری در مأموریت‌های آینده شتاب می‌بخشد.

منابع

نتیجهٔ عملی عملیات O2O این است که ساخت شبکه‌های پرسرعت برای فضا دیگر صرفاً یک ایده نیست؛ گام‌های فنی برداشته شده مسیر تبدیل این شبکه‌ها به زیرساختی عملی برای مأموریت‌های سرنشین‌دار و رباتیک آینده را هموار می‌کنند.