Deep Space Station 13 di kompleks Goldstone NASA di California – bagian dari Deep Space Network milik badan tersebut – adalah antena eksperimental yang telah dilengkapi dengan terminal optik. Pertama, bukti konsep ini menerima frekuensi radio dan sinyal laser dari luar angkasa pada saat yang bersamaan. Kredit: NASA/JPL-Caltech
NASAPengenalan antena hibrida ke dalam DSN menandai kemajuan signifikan dalam komunikasi ruang angkasa, memungkinkan transmisi data lebih cepat dan mendukung tuntutan eksplorasi di masa depan.
Mampu menerima frekuensi radio dan sinyal optik, antena hybrid DSN telah melacak dan menerjemahkan laser downlink dari DSOC, di dalam misi Psyche NASA.
Antena eksperimental telah menerima frekuensi radio dan sinyal laser inframerah-dekat dari pesawat luar angkasa Psyche milik NASA saat melakukan perjalanan melalui luar angkasa. Hal ini menunjukkan bahwa antena parabola raksasa Deep Space Network (DSN) NASA, yang berkomunikasi dengan pesawat ruang angkasa melalui gelombang radio, dapat dipasang untuk komunikasi optik atau laser.
Dengan mengemas lebih banyak data ke dalam transmisi, komunikasi optik akan memungkinkan kemampuan eksplorasi ruang angkasa baru sekaligus mendukung DSN seiring dengan meningkatnya permintaan pada jaringan.
Tampilan dekat terminal optik di Deep Space Station 13 menunjukkan tujuh cermin heksagonal yang mengumpulkan sinyal dari laser downlink DSOC. Cermin memantulkan cahaya ke kamera tepat di atasnya, dan sinyal kemudian dikirim ke detektor melalui sistem serat optik. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Peningkatan dalam Komunikasi Luar Angkasa
Antena hibrida optik frekuensi radio sepanjang 34 meter (112 kaki), yang disebut Deep Space Station 13, telah melacak laser downlink dari demonstrasi teknologi Deep Space Optical Communications (DSOC) NASA sejak November 2023. Transceiver laser penerbangan pada demo teknologi tersebut (lihat gambar di bawah) terbang dengan pesawat ruang angkasa Psyche milik agensi tersebut, yang diluncurkan pada 13 Oktober 2023.
Antena hibrida terletak di Kompleks Komunikasi Luar Angkasa Goldstone DSN, dekat Barstow, California, dan bukan bagian dari eksperimen DSOC. DSN, DSOC, dan Psyche dikelola oleh Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan.
Transceiver laser penerbangan demonstrasi teknologi Deep Space Optical Communications (DSOC) ditampilkan di Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan pada bulan April 2021, sebelum dipasang di dalam wadah berbentuk kotak yang kemudian diintegrasikan dengan pesawat ruang angkasa Psyche milik NASA. Transceiver terdiri dari pemancar laser inframerah-dekat untuk mengirim data berkecepatan tinggi ke Bumi, dan kamera penghitung foton yang sensitif untuk menerima data berkecepatan rendah yang ditransmisikan melalui darat. Transceiver dipasang pada rakitan penyangga dan aktuator – ditunjukkan dalam foto ini – yang menstabilkan optik dari getaran pesawat ruang angkasa. Kredit: NASA/JPL-Caltech
“Antena hybrid kami telah mampu mengunci dan melacak downlink DSOC dengan sukses dan andal sejak demo teknologi diluncurkan,” kata Amy Smith, wakil manajer DSN di JPL. “Ia juga menerima sinyal frekuensi radio Psyche, jadi kami telah mendemonstrasikan komunikasi radio sinkron dan frekuensi optik luar angkasa untuk pertama kalinya.”
Pada akhir tahun 2023, antena hibrida menghubungkan data dari jarak 20 juta mil (32 juta kilometer) dengan kecepatan 15,63 megabit per detik – sekitar 40 kali lebih cepat daripada komunikasi frekuensi radio pada jarak tersebut. Pada 1 Januari 2024, antena tersebut menghubungkan foto tim yang telah diunggah ke DSOC sebelum peluncuran Psyche.
Kini antena hibrid eksperimental Goldstone telah membuktikan bahwa sinyal radio dan laser dapat diterima secara serempak oleh antena yang sama, antena hibrid yang dibuat khusus (seperti yang digambarkan di sini dalam konsep seniman) suatu hari nanti bisa menjadi kenyataan. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Terobosan Fungsi Ganda
Untuk mendeteksi foton laser (partikel cahaya kuantum), tujuh cermin tersegmentasi ultra-presisi dipasang di bagian dalam permukaan melengkung antena hibrida. Menyerupai cermin heksagonal milik NASA Teleskop Luar Angkasa James Webb, segmen ini meniru bukaan pengumpul cahaya pada teleskop bukaan 3,3 kaki (1 meter). Saat foton laser tiba di antena, setiap cermin memantulkan foton dan secara tepat mengarahkannya ke kamera eksposur tinggi yang terpasang pada sub-reflektor antena yang tergantung di atas bagian tengah piringan.
Sinyal laser yang dikumpulkan oleh kamera kemudian ditransmisikan melalui serat optik yang dimasukkan ke dalam kawat nano semikonduktor tunggal yang didinginkan secara kriogenik. foton detektor. Dirancang dan dibangun oleh Laboratorium Microdevices JPL, detektor ini identik dengan yang (lihat gambar di bawah) yang digunakan di Observatorium Palomar Caltech, di San Diego County, California, yang bertindak sebagai stasiun bumi downlink DSOC.
Yang ditampilkan di sini adalah salinan identik dari Deep Space Optical Communications, atau DSOC, detektor foton tunggal kawat nano superkonduktor yang dipasangkan ke Teleskop Hale berukuran 200 inci (5,1 meter) yang terletak di Observatorium Palomar Caltech di San Diego County, California. Dibangun oleh Microdevices Laboratory di Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan, detektor ini dirancang untuk menerima sinyal laser inframerah-dekat dari transceiver penerbangan DSOC yang bepergian dengan misi Psyche NASA di luar angkasa sebagai bagian dari demonstrasi teknologi. Kredit: NASA/JPL-Caltech
“Ini adalah sistem optik dengan toleransi tinggi yang dibangun di atas struktur fleksibel sepanjang 34 meter,” kata Barzia Tehrani, wakil manajer sistem komunikasi darat dan manajer pengiriman antena hibrida di JPL. “Kami menggunakan sistem cermin, sensor presisi, dan kamera untuk secara aktif menyelaraskan dan mengarahkan laser dari luar angkasa ke serat yang mencapai detektor.”
Teheran berharap antena tersebut cukup sensitif untuk mendeteksi sinyal laser yang dikirim Mars pada titik terjauhnya dari Bumi (2 ½ kali jarak Matahari ke Bumi). Psyche akan berada pada jarak tersebut pada bulan Juni dalam perjalanannya menuju sabuk asteroid utama antara Mars dan Jupiter untuk menyelidiki asteroid Psyche yang kaya logam.
Reflektor tujuh segmen pada antena merupakan bukti konsep versi yang lebih besar dan lebih bertenaga dengan 64 segmen – setara dengan teleskop aperture 26 kaki (8 meter) – yang dapat digunakan di masa depan.
Selama pengujian antena eksperimental, foto tim proyek di JPL ini dihubungkan ke transceiver DSOC di kapal Psyche. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Prospek Masa Depan dan Pembangunan Infrastruktur
DSOC membuka jalan bagi komunikasi dengan kecepatan data lebih tinggi yang mampu mengirimkan informasi ilmiah yang kompleks, video, dan citra definisi tinggi untuk mendukung lompatan besar umat manusia berikutnya: mengirim manusia ke Mars. Demo teknologi baru-baru ini mengalirkan video definisi ultra tinggi pertama dari luar angkasa dengan bitrate yang memecahkan rekor.
Perkuatan antena frekuensi radio dengan terminal optik dan pembuatan antena hibrid yang dibuat khusus dapat menjadi solusi terhadap kurangnya infrastruktur optik khusus yang ada saat ini. DSN memiliki 14 antena piringan yang didistribusikan ke seluruh fasilitas di California, Madrid, dan Canberra, Australia. Antena hibrida dapat mengandalkan komunikasi optik untuk menerima data dalam jumlah besar dan menggunakan frekuensi radio untuk data dengan bandwidth lebih sedikit, seperti telemetri (informasi kesehatan dan posisi).
“Selama beberapa dekade, kami telah menambahkan frekuensi radio baru ke antena raksasa DSN yang tersebar di seluruh dunia, sehingga langkah selanjutnya yang paling layak adalah memasukkan frekuensi optik,” kata Tehrani. “Kita dapat memiliki satu aset yang melakukan dua hal pada saat yang bersamaan; mengubah jalan komunikasi menjadi jalan raya dan menghemat waktu, uang, dan sumber daya.”
Misi dan Kemajuan Teknologi
DSOC adalah yang terbaru dari serangkaian demonstrasi komunikasi optik yang didanai oleh program Misi Demonstrasi Teknologi (TDM) NASA dan program Komunikasi dan Navigasi Luar Angkasa (SCaN) badan tersebut. JPL, sebuah divisi dari Caltech di Pasadena, California, mengelola DSOC untuk TDM di dalam Direktorat Misi Teknologi Luar Angkasa NASA dan SCaN di dalam Direktorat Misi Operasi Luar Angkasa badan tersebut.
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
