ناسا تستعد لاختبار تقنية اتصالات ثورية على متن محطة الفضاء الدولية

سترسل شركة "سبيس إكس" مجموعة من التجارب العلمية إلى المحطة الفضائية الدولية، في أوائل شهر نوفمبر.

ومن المقرر إطلاق صاروخ "فالكون 9" التابع لـ"سبيس إكس"، الذي يحمل مركبة "دراغون" الفضائية غير المأهولة، نحو محطة الفضاء الدولية (ISS) في موعد لا يتجاوز 5 نوفمبر، لبدء مهمة الشحن CRS-29.

وتستعد وكالة ناسا لإثبات إمكانات اتصالات الليزر للمهام الفضائية باستخدام ما يسمى ILLUMA-T وهي تجربة تهدف إلى تعزيز اتصالات محطة الفضاء الدولية مع مساعدة المهام المستقبلية في الفضاء السحيق.

وتستخدم اتصالات الليزر ضوء الأشعة تحت الحمراء غير المرئي لإرسال واستقبال المعلومات بمعدلات بيانات أعلى، ما يوفر القدرة على إرسال المزيد من البيانات إلى الأرض في عملية إرسال واحدة وتسريع الاكتشافات للعلماء.

ومن المقرر إطلاق جهاز ILLUMA-T على متن صاروخ "فالكون 9" في أوائل نوفمبر، وسيكمل مشروع ILLUMA-T أول مرحل اتصالات ليزر ثنائي الاتجاه وشامل لناسا على محطة الفضاء الدولية (ISS).

وسيعمل المشروع، الذي يديره برنامج الاتصالات والملاحة الفضائية (SCaN) التابع لناسا، جنبا إلى جنب مع "عرض تتابع الاتصالات بالليزر" (LCRD) الذي تم إطلاقه في ديسمبر 2021.

ويقوم LCRD بإجراء تجارب لدراسة تأثيرات الظروف الجوية على إشارات الليزر واختبار قدرات الشبكة وتحسين قدرات الملاحة.

وبمجرد تثبيت ILLUMA-T على الجزء الخارجي من المحطة الفضائية، سيكون النظام جاهزا لتقديم أول عرض توضيحي لناسا في الفضاء لقدرات مناوبة الليزر ثنائي الاتجاه.

Learn more about ILLUMA-T: https://t.co/FHhavLEplU

— NASA Goddard (@NASAGoddard) October 29, 2023

وعندما يكون جاهزا، سيقوم ILLUMA-T بنقل البيانات من المحطة الفضائية إلى LCRD بمعدل يبلغ 1.2 غيغابت في الثانية، والتي سيتم إرسالها بعد ذلك إلى المحطات الأرضية الضوئية في كاليفورنيا أو هاواي. وبعد ذلك، ستنتقل البيانات إلى مركز عمليات مهمة LCRD في نيو مكسيكو قبل الوصول إلى فرق العمليات الأرضية ILLUMA-T في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في ماريلاند لتقييم الدقة والجودة بعد الإرسال.

ويعد نظام الاتصالات بالليزر ILLUMA-T / LCRD من طرف إلى طرف (تشفير كامل) خطوة هامة لناسا، ولكنه أيضا يمثل قفزة عملاقة لقدرات الاتصالات الفضائية.

وقال جيسون ميتشل من وكالة ناسا خلال مؤتمر صحفي: "إن البعثات المستقبلية لديها احتياجات بيانات كبيرة بشكل استثنائي، ولذا يتعين علينا أن نفكر في كيفية تلبية تلك الاحتياجات". وأضاف ميتشل، مدير قسم تقنيات الاتصالات والملاحة المتقدمة في برنامج الاتصالات والملاحة الفضائية التابع لناسا: "ندرك جميعا أن المزيد من البيانات يعني المزيد من الاكتشافات".

وتتطلع ناسا إلى تعزيز قدراتها في مجال الاتصالات بما يتجاوز تلك التي يوفرها الطيف الراديوي، والذي كانت الوكالة تستخدمه في الغالب في المهام على مدار الـ 65 عاما الماضية. وعلى الرغم من أن التجربة ليست أول تجربة ليزر في الفضاء، إلا أنها ستكون أول مرحل اتصالات ليزر ثنائي الاتجاه، حسب ما ذكر مسؤولو الوكالة.

وسيستخدم النظام ضوء الأشعة تحت الحمراء لنقل مقاطع الفيديو والصور بشكل أسرع. تعتمد وكالة ناسا على هذه التكنولوجيا للمساعدة في زيادة العائدات العلمية عبر مسافات طويلة، خاصة في القمر والمريخ، حيث تخطط الوكالة لمهمات بشرية وروبوتية جديدة.

ويعد نظام ILLUMA-T أصغر حجما وأقل ضخامة من أجهزة الراديو، ما يتيح مساحة أكبر للحمولات العلمية الأخرى أو الوقود في المهام المستقبلية. ويوفر الاستخدام الأقل للطاقة أيضا المزيد من الموارد للأدوات العلمية التي تعتمد على بطارية المركبة الفضائية.

NASA’s First Two-way End-to-End Laser Communications Relay SystemNASA is demonstrating laser communications on multiple missions – showcasing the benefits infrared light can have for science and exploration missions transmitting terabytes of important data.The Internation... pic.twitter.com/ILKcZPg2DL

— Cerebral Overload (@CbrOvld) October 27, 2023

وأشار علماء ناسا إلى أن المزايا الأخرى تشمل مشكلات أقل في الحصول على الطيف المطلوب للإطلاق، على عكس الراديو، فإن الطيف البصري ليس منظما بدرجة عالية، كما أن الحصول على الترخيص أسهل.

والأمل هو تقليل المخاطر وتوفير اتصالات الليزر للمستخدمين عبر النظام الشمسي مع نضوج التكنولوجيا.