Nylig, for å forbedreNASAs romkommunikasjonkapasiteter, planlegger NASA å sende en teknologidemonstrasjon kalt Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T) til romstasjonen i 2023. Sammen skal ILLUMA-T og Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) bli lansert i desember 2021, vil fullføre NASAs første toveis, ende-til-ende laserrelésystem.
Fordeler med laserkommunikasjonssystemer
Laserkommunikasjonssystemer bruker usynlig infrarødt lys for å sende og motta informasjon med mye høyere datahastigheter. Mens det opprinnelige radiofrekvenssystemet tok omtrent ni uker å sende et fullstendig kart over Mars tilbake til Jorden, tok det omtrent ni dager med lasere. Dermed, med høyere datahastigheter, kan oppdraget sende flere bilder og video til jorden i en enkelt overføring. Når den er installert på romstasjonen, vil ILLUMA-T demonstrere fordelene med høyere dataoverføringshastigheter for LEO-oppdrag. Laserkommunikasjon gir større oppdragsfleksibilitet og en rask måte å få tilgang til data fra verdensrommet. NASA integrerer for tiden denne teknologien i nær-jorden, måne- og romdemonstrasjoner.
I tillegg til fordelene med raskere datahastigheter, tilbyr lasersystemer også viktige fordeler innen romfartøydesign på grunn av deres lavere vekt og reduserte energiforbruk. ILLUMA-T, som er omtrent på størrelse med et standard kjøleskap, vil bli festet til en ekstern modul på romstasjonen for demonstrasjoner gjennom LCRD. For øyeblikket demonstrerer LCRD fordelene med laserrelé i geosynkron bane (22,000 miles fra Jorden) for å videreutvikle NASAs laserfunksjoner ved å overføre data og utføre eksperimenter mellom de to bakkestasjonene. Når ILLUMA-T kommer inn på stasjonen, vil terminalen sende høyoppløselige data, inkludert bilder og video, til LCRD med en hastighet på 1200 megabit per sekund. Dataene vil deretter bli sendt fra LCRD til bakkestasjoner i Hawaii og California. Denne demonstrasjonen vil vise hvordan laserkommunikasjon kan være til nytte for NEO-oppdrag.
ILLUMA-T blir lansert som nyttelasten for SpaceXs 29. Commercial Resupply Services-oppdrag for NASA. I løpet av de to første ukene etter oppskytingen vil ILLUMA-T bli fjernet fra bagasjerommet til Dragon-romfartøyet og installert på romstasjonens japanske eksperimentmodul-eksponeringsanlegg (JEM-EF). Når nyttelasten er installert, vil ILLUMA-T-teamet gjennomføre innledende tester og kontroller i bane. Når det er fullført, vil teamet presse mot nyttelastens første lys - en viktig milepæl for oppdraget, som vil overføre det første laserlyset til LCRD gjennom det optiske teleskopet. Når det første lyset er tilstede, vil dataoverføring og laserkommunikasjonseksperimenter begynne og fortsette gjennom det planlagte oppdraget.
Testing av lasere i forskjellige scenarier
I fremtiden vil operativ laserkommunikasjon utfylle radiofrekvenssystemer, som mange romfartsoppdrag fortsatt er avhengige av for å overføre data tilbake til jorden. Selv om ILLUMA-T ikke er det første oppdraget som tester laserkommunikasjon i verdensrommet, bringer det NASA ett skritt nærmere den praktiske anvendelsen av denne teknologien.
I tillegg til LCRD inkluderer ILLUMA-Ts forgjengere 2022 TeraByte InfraRed Delivery System, som for tiden tester laserkommunikasjon på en liten CubeSat i bane nær Jorden, og Lunar Laser Communications Demonstration, som under 2014 Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer-oppdrag, sendte data frem og tilbake mellom månens bane og jorden; og 2017 Lasercomm Science optiske nyttelast, som demonstrerte hvordan laserkommunikasjon kan akselerere informasjonsflyten mellom jorden og verdensrommet sammenlignet med radiosignaler.
Å teste evnen til laserkommunikasjon til å produsere høyere dataoverføringshastigheter i en rekke scenarier vil hjelpe romfartssamfunnet ytterligere å forbedre evnene for fremtidige oppdrag til Månen, Mars og verdensrommet.
