Radiofrequentiegebaseerde communicatie in de diepe ruimte ondervindt beperkingen door de lage bandbreedte en de toenemende behoefte aan hoge gegevensoverdrachtssnelheden. Laser- of optische systemen hebben de potentie om deze communicatiebeperkingen te doorbreken. NASA heeft lasercommunicatie over extreme afstanden getest en communicatie met hoge bandbreedte in de diepe ruimte gedemonstreerd door een ultra-high-definition video via laser naar de aarde te sturen vanaf een afstand van 32 miljoen km. Dit gebeurde vanuit het ruimtevaartuig Psyche, dat momenteel door de diepe ruimte reist , naar de metaalrijke asteroïde Psyche in de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter. Dit was de eerste demonstratie van optische communicatie buiten de maan. De antenne van het Deep Space Network (DSN) ontving zowel radiofrequentie- als nabij-infraroodlasersignalen.
Communicatie in de diepe ruimte vindt voornamelijk plaats via radiofrequenties. Radiofrequentiegebaseerde systemen kunnen echter niet voldoen aan de huidige en toekomstige communicatiebehoeften van de ruimtevaartsector , gezien de beperkte bandbreedte en de steeds toenemende vraag naar hoge gegevensoverdrachtssnelheden.
Aan de andere kant biedt laser- of optische communicatie veel voordelen op het gebied van grote bandbreedtes, hoge datasnelheden en compacte (SWaP) terminals. Het heeft de potentie om de datasnelheid 10 tot 100 keer te verhogen ten opzichte van de meeste geavanceerde radiosystemen die momenteel in gebruik zijn, waardoor de beperkingen in de communicatie kunnen worden doorbroken. Vandaar de noodzaak om optische communicatie verder te ontwikkelen voor hoogwaardige communicatie in de diepe ruimte , die kan voldoen aan de toekomstige behoeften op het gebied van interplanetaire gegevensoverdracht.
Het Deep Space Optical Communications (DSOC)-experiment is een demonstratieproject aan boord van de Psyche-ruimtesonde, die momenteel door de diepe ruimte reist naar de metaalrijke asteroïde Psyche, gelegen in de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter. In december 2023 demonstreerde het experiment communicatie met hoge bandbreedte in de diepe ruimte door een ultra-high-definition video via een laser naar de aarde te sturen vanaf een hoogte van 32 miljoen kilometer. Dit was de eerste demonstratie van optische communicatie buiten de maan.
Het Deep Space Network (DSN) is een netwerk van faciliteiten verspreid over de hele wereld dat communiceert met verre ruimtevaartuigen die het zonnestelsel verkennen. Een experimentele antenne van dit netwerk ontving zowel radio- als lasersignalen die werden uitgezonden door het Psyche-ruimtevaartuig in de diepte van de ruimte. Dit suggereert dat DSN-antennes die momenteel via radiosignalen met ruimtevaartuigen communiceren, kunnen worden aangepast 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
***
 antenna received both radio frequency and near-infrared laser signals.){kind=link}