Radio frequentie gebaseerd diep ruimte communicatie wordt geconfronteerd met beperkingen als gevolg van de lage bandbreedte en de toenemende behoefte aan hoge datatransmissiesnelheden. Op laser of optisch gebaseerde systemen kunnen de communicatiebeperkingen doorbreken. NASA heeft lasercommunicatie getest op extreme afstanden en communicatie met hoge bandbreedte in de diepte gedemonstreerd ruimte toen het via laser een ultra-high-definition video naar de aarde straalde vanaf een afstand van 32 miljoen km, afkomstig van Psyche-ruimtevaartuig dat momenteel door diepe gebieden reist ruimte naar de metaalrijke asteroïde Psyche, gelegen in de asteroïdengordel ertussen maart en Jupiter. Dit was de eerste demonstratie van optische communicatie buiten de maan. Diep Tussenruimte Netwerkantenne (DSN) ontving beide radio frequentie en nabij-infrarode lasersignalen.
Diep ruimte communicatie vindt meestal plaats via radiofrequenties. Een op radiofrequentie gebaseerd systeem kan echter niet voldoen aan de huidige en toekomstige communicatiebehoeften van ruimte sector gezien de beperkte bandbreedte en de steeds toenemende vraag naar hoge datatransmissiesnelheden.
Aan de andere kant biedt laser- of optische communicatie veel voordelen in termen van grote bandbreedtes, verbindingen met hoge datasnelheid en terminals met een lage SWaP (grootte, gewicht en vermogen). Het heeft het potentieel om de datasnelheden te verhogen tot 10 tot 100 keer de capaciteit van de meest geavanceerde radiosystemen die momenteel in gebruik zijn en kan dus de communicatiebeperkingen doorbreken. Vandaar de noodzaak om optische communicatie te bevorderen voor diepe capaciteit met hoge capaciteit ruimte communicatie die kan voldoen aan de toekomstige behoeften op het gebied van interplanetaire datatransmissie.
Diep Tussenruimte Het Optical Communications (DSOC)-experiment is een technologiedemonstratielading aan boord van het Psyche-ruimtevaartuig dat momenteel door de diepte reist ruimte tot metaalrijk asteroïde Psyche bevindt zich in de asteroïdengordel ertussen maart en Jupiter. In december 2023 demonstreerde het diepe communicatie met hoge bandbreedte ruimte toen het via laser een ultra-high-definition video naar de aarde straalde vanaf 32 miljoen km diep in de ruimte. Dit was de eerste demonstratie van optische communicatie buiten de maan.
The Deep Tussenruimte Netwerk (DSN) is een netwerk van faciliteiten in verschillende delen van de wereld om te communiceren met verre ruimtevaartuigen die het zonnestelsel verkennen. Een experimentele antenne van dit netwerk ontving zowel radio- als lasersignalen van Psyche-ruimtevaartuigen in de diepe ruimte. Dit suggereert dat DSN-antennes die momenteel via radiosignalen met ruimtevaartuigen communiceren, achteraf kunnen worden uitgerust voor lasercommunicatie.
***
Referenties:
- Karmous S., et al. 2022. Hoe kan optische communicatie de toekomst van deep space-communicatie vormgeven? Een vragenlijst. Voordruk arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.04933
- RobinsonBS, 2023. Optische communicatie voor ruimteverkenning en wetenschap. Glasvezelcommunicatieconferentie 2023.
- NASA's technische demo streamt de eerste video vanuit de diepe ruimte via laser. Geplaatst op 18 december 2023. Beschikbaar op https://www.nasa.gov/directorates/stmd/tech-demo-missions-program/deep-space-optical-communications-dsoc/nasas-tech-demo-streams-first-video-from-deep-space-via-laser/
- NASA. Nieuws – NASA's nieuwe experimentele antenne volgt diepe ruimtelaser. Geplaatst op 08 februari 2024.Verkrijgbaar op https://www.nasa.gov/technology/space-comms/deep-space-network/nasas-new-experimental-antenna-tracks-deep-space-laser/
- Optische communicatie in de diepe ruimte (DSOC) https://www.nasa.gov/mission/deep-space-optical-communications-dsoc/
- Missie Psyche. https://science.nasa.gov/mission/psyche/
- NASA's Deep Space Network (DSN) https://www.jpl.nasa.gov/missions/dsn
***
