NASA在空间站部署ILLUMA-T 开创下一个激光空间通信时代

NASA在空间站部署ILLUMA-T开创下一个激光空间通信时代NASA的ILLUMA-T有效载荷通过激光信号与LCRD通信。资料来源：NASA/DaveRyan美国国家航空航天局（NASA）利用国际空间站（ISS）--一个围绕地球运行的足球场大小的航天器来了解更多有关太空生活和工作的信息。20多年来，空间站为生物、技术、农业等领域的调查和研究提供了一个独特的平台，它是宇航员进行实验的家园，包括提高美国国家航空航天局的空间通信能力。戈达德洁净室中的NASAILLUMA-T载荷。该载荷将被安装在国际空间站上，与美国宇航局的激光通信中继演示一起演示更高的数据传输速率。资料来源：丹尼斯-亨利2023年，NASA将向空间站发送一项技术演示，即集成LCRD低地球轨道用户调制解调器和放大器终端（ILLUMA-T）。ILLUMA-T和2021年12月发射的激光通信中继演示（LCRD）将共同完成NASA首个双向、端到端激光中继系统。通过ILLUMA-T，NASA的空间通信与导航（SCaN）项目办公室将展示空间站激光通信的威力。激光通信系统使用不可见的红外光，以更高的数据速率发送和接收信息。有了更高的数据传输速率，任务可以在一次传输中向地球发送更多的图像和视频。ILLUMA-T安装到空间站后，将展示更高的数据传输速率对低地球轨道任务的益处。专家见解和更多优势ILLUMA-T的光学模块特写，有保护膜覆盖。图片来源：NASA/丹尼斯-亨利美国国家航空航天局（NASA）SCaN计划前副局长巴德里-尤尼斯（BadriYounes）说："激光通信为任务提供了更大的灵活性，并加快了从太空获取数据的速度。我们正在近地、月球和深空演示中整合这项技术"。除了更高的数据传输速率外，激光系统还更轻巧、耗电更少--这是设计航天器时的一个关键优势。ILLUMA-T的大小与一个标准冰箱差不多，将固定在空间站的一个外部模块上，与LCRD一起进行演示。目前，LCRD正在地球同步轨道（距地球22,000英里）上展示激光中继的优势，在两个地面站之间传输数据，并进行实验以进一步完善NASA的激光能力。ILLUMA-T项目副经理马特-马格萨门（MattMagsamen）说："ILLUMA-T进入空间站后，终端将以每秒1.2千兆比特的速度向LCRD发送高分辨率数据，包括图片和视频。然后，数据将从LCRD发送到夏威夷和加利福尼亚的地面站。这次演示将展示激光通信如何为低地球轨道任务带来益处。"发射和初步运行ILLUMA-T将作为SpaceX为NASA执行的第29次商业补给服务任务的有效载荷发射。在发射后的头两周，ILLUMA-T将从龙飞船的尾箱中取出，安装在空间站的日本实验舱-暴露设施（JEM-EF）上，该设施也被称为"希望"--在日语中意为"希望"。有效载荷安装完毕后，ILLUMA-T小组将进行初步测试和在轨检查。一旦完成，团队将为有效载荷的"第一束光"做好准备。"第一束光"是一个关键的里程碑，任务将通过光学望远镜向LCRD发射第一束激光。一旦实现首束光的发射，数据传输和激光通信实验就将开始，并在整个计划任务期间持续进行。NASA激光通信路线图。图片来源：NASA/DaveRyan在不同场景中测试激光未来，运行中的激光通信将成为射频系统的补充，目前大多数天基任务都使用射频系统将数据发送回国。ILLUMA-T并非首个测试太空激光通信的任务，但它使NASA离这项技术的实际应用更近了一步。除LCRD外，ILLUMA-T的前身还包括2022TeraByte红外传输系统，该系统目前正在低地球轨道上的一颗小型立方体卫星上测试激光通信；月球激光通信演示，该系统在2014年的月球大气和尘埃环境探测器任务中将数据从月球轨道传输到地球并返回；以及2017年的激光通信科学光学有效载荷，该系统演示了与无线电信号相比，激光通信如何加快地球与太空之间的信息流动。戈达德ILLUMA-T团队在洁净室中的有效载荷前。资料来源：美国国家航空航天局/丹尼斯-亨利测试激光通信在各种情况下产生更高数据速率的能力，将有助于航空航天界进一步完善未来月球、火星和深空任务的能力。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381287.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381287.htm

NASA将测试加速太空数据传输的DSOC激光器

NASA将测试加速太空数据传输的DSOC激光器该机构表示，深空光通信（DSOC）项目旨在测试如何利用激光来大大加快数据传输的速度，从而达到"远远超过"当前射频系统能力的传输速度。DSOC使用近红外激光收发器，它比无线电波设备能收发更多的信息。据美国国家航空航天局喷气推进实验室DSOC项目技术专家AbiBiswas称，这种新型收发器的设计目的是展示传输速率，其"数据返回能力"是目前用于太空通信的最先进无线电系统的10到100倍。Biswas说，用于近地轨道和月球轨道卫星的高带宽激光通信已经得到验证，但外层空间则完全不同。DSOC实验配备了多个组件，包括一个连接在22厘米孔径望远镜上的"光子计数"照相机。收发器自主"锁定"由加利福尼亚州JPL表山设施的光通信望远镜实验室发送的高功率近红外激光上行链路。该激光信号将用于向DSOC发送指令。在接收到指令后，Psyche号上的收发器将定位加州理工学院帕洛玛天文台的5.1米Hale望远镜，利用其近红外激光将"高速率数据"传回地球。最先进的减震器将确保收发器在数据传输阶段不会出现故障。据JPLDSOC项目经理比尔-克里普斯坦（BillKlipstein）介绍，该项目是一项复杂的工作，需要许多定制的新技术。该团队甚至不得不开发自己的信号处理技术，以便从太空中巨大距离传输的微弱电磁信号中榨取每一个比特。然而，由美国国家航空航天局（NASA）和其他航天机构管理的深空探测任务越来越普遍，它们承诺产生的数据将比过去基于无线电的任务"成倍增加"。希望像DSOC这样的实验能在开发新的、先进的通信系统方面发挥关键作用，这些系统将来可以"常规"地用于发送指令和接收科学数据、图像甚至宇宙视频。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376431.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376431.htm

NASA在Psyche小行星探测器上安装激光通信系统

NASA在Psyche小行星探测器上安装激光通信系统自进入太空时代以来，人类已经取得了非凡的飞跃，造访了太阳系中的每一颗行星，甚至将机器人飞船送入了星际空间，但这些非凡的任务仍然受到无线电通信的束缚，无线电通信仍停留在20世纪60年代。由于依赖老式的X波段无线电系统，乘员和机器人任务的带宽和传输速度小得离谱，速度也慢得离谱。美国国家航空航天局火星勘测轨道飞行器的一张高分辨率图像需要一个半小时才能发送，新视野号飞船飞越冥王星的数据需要16天才能下载。有鉴于此，美国国家航空航天局（NASA）一直在尝试使用激光，不仅可以在太空任务和地球之间建立更快的直接链接，还可以将深空网络（DSN）的天线释放出来，用于执行比日常通信更重要的任务。这些实验中最新的一项是美国国家航空航天局的深空光通信（DSOC）项目，该项目包括在Psyche航天器上安装一个近红外激光收发器。演示的目的不仅是要了解该系统如何在数亿英里的距离上运行，还要探索如何优化南加州的两个地面站，并对干扰力进行补偿。帕洛玛山天文台图/加州理工学院DSOC投入使用后，数据流量将增加10到100倍，这要归功于一台8.6英寸（22厘米）口径的望远镜，它配备了一台从未飞行过的光子计数照相机以及一个子系统，可以自主扫描并锁定由加利福尼亚州赖特伍德附近JPL表山设施的光学通信望远镜实验室发射的高功率近红外激光上行链路。然后，DSOC可以找到位于加利福尼亚州圣迭戈县的帕洛玛天文台，该天文台位于桌山以南约100英里（130公里）处，充当下行链路。此外，一个新的支撑系统将抑制航天器的振动，以确保激光器固定在遥远的目标上。同时，帕洛玛的黑尔望远镜将使用低温冷却的超导纳米线单光子探测器组件，顾名思义，它可以探测到单个激光光子。由于激光传播的距离很远，系统的两端必须在信号在地球和Psyche之间传播的数十分钟内补偿地球和Psyche位置的变化。美国国家航空航天局（NASA）技术示范任务（TDM）计划主任特鲁迪-科特斯（TrudyKortes）说："DSOC代表着NASA下一阶段的计划，即开发革命性的改进通信技术，这些技术有能力增加太空数据传输--这对NASA未来的雄心壮志至关重要。我们很高兴有机会在Psyche的飞行过程中测试这项技术。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377577.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377577.htm

NASA将通过Psyche小行星任务测试2.4亿公里外的太空激光通信

NASA将通过Psyche小行星任务测试2.4亿公里外的太空激光通信用于检测单光子原型的超导纳米线探测器，用于开发Psyche任务DSOC测试中的地面系统激光接收器。图片：DutchSlager-NASA/JPL-CaltechPsyche任务以其目的地小行星Psyche命名，定于明天搭载SpaceX最大的运营火箭猎鹰重型火箭从航天局肯尼迪航天中心起飞。虽然NASA已经向遥远的天体发射了多个有效载荷和任务，但SpaceX的猎鹰重型火箭大多仅限于向地球轨道发射卫星。迄今为止，该火箭唯一的星际任务是将一辆特斯拉跑车送上火星的试飞，此后火箭在一年内没有飞行，然后在2019年进行了两次发射。然后又进行了一次长时间的休息，并在2019年恢复了飞行。2022年底起定期飞行。SpaceX在其X（以前称为Twitter）页面上分享称，猎鹰重型火箭将把有效载荷整流罩放入星际转移轨道。向遥远的目的地发射任务，例如在其轨道上最近点距离地球2.29亿公里的普赛克小行星，需要在第二级接管之前将航天器置于更高的轨道。对于Psyche飞船，美国宇航局计划使用火星重力辅助装置，以提高其任务期间的速度并减少旅行时间。如果任务明天升空，航天器将于2029年抵达目的地，即发射后不到六年。一旦到达小行星，预计将围绕它运行26个月。猎鹰重型火箭处于NASA39A发射台的垂直位置。佛罗里达州肯尼迪航天中心。图片来源：NASA/AubreyGemignani一旦到达目的地，航天器将通过在不同高度绕天体运行来绘制天体地图。作为四个不同轨道的一部分，它会下降到距离地面近40英里的地方，并飞到更高440英里的高度。该任务旨在绘制小行星表面的地图并确定其引力和磁力特征。NASA还将通过Psyche任务测试全新的通信系统，旨在显着提高数据传输速度。这是美国宇航局深空光通信（DSOC）测试的一部分，该测试将放置一个配备激光发射器和相机的收发器，用于向地球发送激光并接收来自母星的激光通信。通过测试，NASA将在Psyche飞船前往金属小行星之旅的头两年内首次与距离地球至少2.4亿公里的航天器进行激光通信。该任务最初定于10月5日发射，但氮气推进器出现问题推迟了发射。这些推进器是任务概况的重要组成部分，因为它们负责在其旅程中引导其穿过太空。Pysche卫星还配备了氩推进器，作为发射前准备工作的一部分，NASA团队在8月中旬为其填充了一吨氙气。如果天气允许，Psyche任务定于当地时间周五上午10点19分从肯尼迪航天中心发射。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389593.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1389593.htm

NASA利用激光链路以25Mbps的速度将数据在太空中传输了1.4亿英里

NASA利用激光链路以25Mbps的速度将数据在太空中传输了1.4亿英里美国国家航空航天局（NASA）确认了其Psyche航天器深空光通信（DSOC）实验的一个重要里程碑。这项技术演示旨在测试地月系统以外基于激光的数据链路。据NASA报告，在与航天器的无线电频率发射器集成后，DSOC模块成功地从超过1.4亿英里（2.26亿公里）的距离传输了一份工程数据。DSOC的激光收发器实现了每秒25兆比特的数据传输速率，向地球上的下行链路站发送数字比特。NASA喷气推进实验室的MeeraSrinivasan解释说，在4月8日的一次轨道飞行中，团队下载了大约10分钟的重复航天器数据。在三周前，NASA的工程师们还只是通过DSOC发送测试和诊断数据。传输实际工程数据是该项目的一个重要里程碑，表明光通信可以有效地与航天器的主要无线电通信系统对接。目前，Psyche依靠传统的无线电技术向地球传输数据，而DSOC则代表着通信速度的潜在飞跃。NASA开发了这项技术演示，以实现比目前最先进的无线电频率系统快10到100倍的数据传输速率，尽管在距离较远的情况下传输速率可能会降低。2023年12月11日，当Psyche距离地球1900万英里（3100万公里）时，NASA的DSOC实现了267Mbps的最大数据传输速率。最近于4月8日进行的测试实现了25Mbps的最高速率，鉴于NASA预计在这一距离上的速率仅为1Mbps，这次测试仍然被认为是一次重大的成功。美国国家航空航天局已经证实，JPLPsyche小组正在对DSOC系统的能力进行有价值的深入研究。不过，需要注意的是，激光空间通信需要晴朗的天空和有利的天气条件才能成功建立链路。相比之下，较慢的无线电通信对天气条件的依赖性较低。因此，在不久的将来，像DSOC这样的激光系统不太可能完全取代射频系统。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429100.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429100.htm

"火星宽带"：激光助力NASA未来的深空通信

"火星宽带"：激光助力NASA未来的深空通信美国国家航空航天局（NASA）的深空光通信（DSOC）项目将于今年秋季启动，旨在探索激光在增强空间数据传输方面的能力。DSOC近红外激光收发器（一种可以发送和接收数据的设备）将"搭载"美国国家航空航天局的"Psyche"任务，该任务将于今年10月发射到一颗富含金属的同名小行星上。在旅程的头两年，收发器将与南加州的两个地面站进行通信，测试高灵敏度的探测器、强大的激光发射器以及解码收发器从深空发送的信号的新方法。深空光通信（DSOC）飞行收发器位于Psyche航天器上一个大型管状遮阳板和望远镜内，如图所示，它位于JPL的一个无尘室内。上一张照片（插图）显示了收发器与航天器集成之前的装配情况。图片来源：NASA/JPL-Caltech光通信的潜力美国国家航空航天局（NASA）专注于激光或光学通信，因为它具有超越无线电波带宽的潜力，而半个多世纪以来，美国国家航空航天局一直依赖于无线电波。无线电和近红外激光通信都使用电磁波来传输数据，但近红外光将数据打包成更紧密的波段，使地面站能够一次性接收更多数据。"位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的DSOC项目技术专家AbiBiswas说："DSOC的设计目的是展示10到100倍于目前太空中使用的最先进无线电系统的数据传输能力。用于近地轨道和月球轨道卫星的高带宽激光通信已经得到验证，但深空提出了新的挑战"。目前，前往深空的任务比以往任何时候都多，而且它们有望以复杂的科学测量、高清图像和视频的形式产生比以往任务多得多的数据。因此，像DSOC这样的实验将在帮助NASA推进未来航天器和地面系统常规使用的技术方面发挥至关重要的作用。加利福尼亚州圣迭戈县加州理工学院帕洛玛天文台的黑尔望远镜将接收来自DSOC飞行收发器的高速数据下行链路。该望远镜配备了一个新型超导探测器，能够对来自深空的单个光子的到达时间进行计时。资料来源：帕洛玛/加州理工学院"DSOC代表了NASA下一阶段开发革命性改进通信技术的计划，这些技术有能力增加太空数据传输--这对NASA未来的雄心壮志至关重要，"位于华盛顿的NASA总部技术示范任务（TDM）计划主任特鲁迪-科特斯（TrudyKortes）说。"我们很高兴有机会在Psyche的飞行中测试这项技术。"突破性技术搭载在Psyche上的收发器采用了多项新技术，其中包括一台前所未见的光子计数相机，该相机连接到一个从航天器侧面伸出的8.6英寸（22厘米）孔径望远镜上。收发器将自主扫描并"锁定"由JPL位于加利福尼亚州赖特伍德附近的光通信望远镜实验室发射的高功率近红外激光上行链路。激光上行链路还将演示向收发器发送指令。NASA总部空间通信与导航（SCaN）项目执行官杰森-米切尔（JasonMitchell）说："功能强大的上行链路激光器是这项技术演示的关键部分，它可以为航天器提供更高的速率，我们地面系统的升级将使未来的深空任务实现光通信。"锁定上行链路激光器后，收发器将定位加州理工学院帕洛玛天文台的200英寸（5.1米）海尔望远镜，该天文台位于加利福尼亚州圣迭戈县，在桌山以南约100英里（130公里）处。然后，收发器将使用其近红外激光器向帕洛玛天文台传输高速率数据。航天器的振动可能会使激光偏离目标，而将收发器固定在"诗神"号上的最先进的支柱将对振动起到抑制作用。为了接收来自DSOC收发器的高速下行激光，黑尔望远镜安装了一个新颖的超导纳米线单光子探测器组件。该组件经过低温冷却，可以检测到单个入射激光光子（光量子粒子）并记录其到达时间。激光光子以脉冲串的形式传输，必须飞行超过2亿英里（约合3亿公里）--这是航天器在这次技术演示中最远的距离--然后才能检测到微弱的信号，并对其进行处理以提取信息。JPL的DSOC项目经理比尔-克里普斯坦（BillKlipstein）说："DSOC的每一个组件都展示了新技术，从高功率上行链路激光器到收发器望远镜上的指向系统，再到能够在单光子到达时对其进行计数的极其灵敏的探测器。"团队甚至需要开发新的信号处理技术，以便从远距离传输的微弱信号中提取信息"。挑战与创新遥远的距离给技术演示带来了另一个挑战：Psyche的旅程越远，光子到达目的地的时间就越长，会产生长达数十分钟的滞后。在激光光子传播的过程中，地球和航天器的位置将不断变化，因此需要对这种滞后进行补偿。比斯瓦斯说："在处理地球和Psyche的相对运动的同时，将激光指向并锁定在数百万英里之外，这对我们的项目是一个令人兴奋的挑战。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380819.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380819.htm