美国宇航局激光通信演示创造深空记录，完成第一阶段

深空光通信技术演示已经完成了几个关键里程碑，最终向距离地球最远的火星发送了信号。

美国宇航局的深空光通信技术演示打破了另一项记录今年夏天通过发送从地球到 NASA 的 Psyche 宇宙飞船，距离大约 2.9 亿英里（4.6 亿公里）。当我们的行星和火星相距最远时，这两个行星之间的距离相同。

在 7 月 29 日达到这一里程碑后不久，该技术演示就结束了自 2023 年 10 月 13 日在 Psyche 上启动以来的第一阶段运营。

“这一里程碑意义重大。激光通信需要非常高的精度，在我们推出 Psyche 之前，我们不知道在最远的距离上我们会看到多少性能下降，”该项目的运营负责人 Meera Srinivasan 说道。美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室。 “现在我们用来跟踪和定位的技术已经得到验证，证实光通信可以成为探索太阳系的一种强大且变革性的方式。”

由喷气推进实验室管理的深空光通信实验由一个飞行激光收发器和两个。加州理工学院历史悠久的 200 英寸（5 米）孔径海尔望远镜位于加利福尼亚州圣地亚哥县的加州理工学院帕洛玛天文台，充当激光收发器将数据发送到的下行链路站。位于加利福尼亚州赖特伍德附近的喷气推进实验室桌山设施的光通信望远镜实验室充当上行链路站，能够发射 7 千瓦的激光功率，将数据发送到收发器。

通过以高达 100 倍的速率传输数据激光可以传输复杂的科学信息以及高清图像和视频，当宇航员前往火星及更远的地方时，这些信息是支持人类下一次巨大飞跃所需要的。

至于航天器，普赛克保持健康和稳定，利用离子推进加速飞向火星和木星之间主要小行星带中富含金属的小行星。

超越目标

该技术演示的数据以近红外光编码的比特形式发送到 Psyche 或从 Psyche 发送出去，近红外光的频率比无线电波更高。更高的频率可以将更多的数据打包到传输中，从而实现更高的数据传输速率。

即使 Psyche 距离地球约 3300 万英里（5300 万公里），相当于火星距离地球最近的距离，该技术演示也能以系统每秒 267 兆比特的最大速率传输数据。该比特率类似于宽带互联网下载速度。正如预期的那样，随着航天器行驶得更远，它发送和接收数据的速率会降低。

6 月 24 日，当 Psyche 距地球约 2.4 亿英里（3.9 亿公里）时（超过地球与太阳之间距离的 2.5 倍），该项目实现了每秒 6.25 兆比特的持续下行链路数据速率，最大速率每秒 8.3 兆位。虽然这个速率明显低于实验的最大值，但它远远高于使用相当功率的射频通信系统在该距离上所能达到的速率。

这是一个测试

深空光通信的目标是展示能够以比其他空间更高的速度可靠地传输数据的技术射频系统等技术。为了实现这一目标，该项目有机会测试艺术和高清视频等独特的数据集以及来自 Psyche 航天器的工程数据。

例如，一个下行链路包括亚利桑那州立大学“心灵灵感”艺术作品的数字版本、团队宠物的图像，以及一段 45 秒的超高清视频，该视频恶搞上个世纪的电视测试模式，描绘了来自地球和地球的场景。空间。

该技术演示于 2023 年 12 月 11 日从 1900 万英里外的 Psyche 宇宙飞船上向地球传输了第一段来自太空的超高清视频，其中有一只名叫 Taters 的猫。

“该系统的一个关键目标是证明数据速率的降低与距离的平方反比成正比，”Abi Biswas 说，JPL 的项目技术专家。 “我们实现了这一目标，并通过激光在 Psyche 航天器之间传输了大量的测试数据。”在演示的第一阶段，已下载了近 11 太比特的数据。

飞行收发器已断电，并将于 11 月 4 日重新通电。该活动将证明飞行硬件可以运行至少一年。

喷气推进实验室项目飞行运营负责人肯·安德鲁斯 (Ken Andrews) 表示：“我们将打开飞行激光收发器并对其功能进行简短检查。” “一旦实现这一点，我们就可以期待在今年晚些时候开始的后连接阶段以完整的设计能力运行收发器。”