2.26 亿公里——新的激光通信记录 – Kosmonautix.cz

DSOC（深空光通信）设施是 Psyche 探测器上的一项技术实验，再次推动了激光通信的可能性。但这还不是全部。该实验首次与探测器的经典通信系统连接，并将有关普赛克的工程数据传输到地球。因此，DSOC 打破了一个又一个里程碑和记录，令其创造者感到高兴。 Psyche 探测器不依赖于激光传输，因为它主要使用无线电系统与地球进行双向通信。可以用激光在 2.26 亿公里的距离（大约是地球与太阳的距离的 1.5 倍）上传输工程数据的副本，这一事实是令人尊敬的。

这一成功也暗示了探测器未来如何使用光通信系统。这些技术能够更快地传输复杂的科学信息以及高分辨率的图像或视频，这在人类的下一次伟大飞跃——人类火星探险期间将非常有用。 ”在 4 月 8 日的通讯期间，我们下载了大约十分钟的重复探测数据，”南加州 JPL 项目运营经理 Meera Srinivasan 说道，并补充道：“在那之前，我们从 Psyche 发送各种测试和诊断数据。这是整个项目的一个重要里程碑。它展示了如何将光通信系统连接到探测器的无线电通信系统。“

太阳系可视化显示了 2024 年 4 月 8 日 Psyche 探测器的位置。当时，DSOC 实验装置能够以 25 Mbps 的速度在 2.26 亿公里的距离上传输数据。
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本实验中测试的激光通信技术旨在允许从深空传输数据，其速度比当今使用的最先进的无线电通信系统快一到两个数量级（十到一百倍）。空间探测器。自去年10月13日发射以来，普赛克探测器仍处于良好的技术状态，准备前往火星和木星之间的主要小行星带，在那里它将访问普赛克行星。

数字SOC装置
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DSOC 的技术演示器已经证明，它可以使用光谱近红外区域的激光以高达 267 Mbps 的速度传输数据。传输速度的给定值与地球上普通宽带互联网的下载速度相当。这一成就已于 2023 年 12 月 11 日实现，当时一段 15 秒的 4K 分辨率视频从 3100 万公里的距离（相当于地球与月球之间距离的约 80 倍）实验性传输到地球。在普赛克探测器之前，到地球最远的激光传输是从月球进行的。上述视频与其他测试数据（包括一件艺术品来自亚利桑那州立大学的灵感来自 Psyche 任务）在探测器发射之前上传到 DSOC 系统。

2021 年 4 月的 DSOC 远程激光通信技术演示器。照片：NASA/JPL-Caltech

现在 Psyche 的距离大约是原来的七倍，因此它发送和接收数据的速度正如预期的那样降低了。在上述4月8日的测试中，探测器传输测试数据的最高速度为25Mbps，远远超过了原定目标。他指望检查是否有可能在这个距离上实现至少 1 Mbps 的传输速度。此外，地面操作员指示探测器尝试以光学方式传输其创建的数据。虽然 Psyche 通常通过无线电波将其数据传输到深空网络的天线网络，但光通信系统同时将部分相同数据传输到帕洛玛天文台位于加利福尼亚州，是 DSOC 实验的主要接收地面站。 ”收到 DSN 和 Palomar 的数据后，我们检查了 JPL 光学下载的数据，JPL 飞行运营主管肯·安德鲁斯 (Ken Andrews) 描述道，他补充道：“虽然只是在短时间内下载了少量数据，但我们现在能够做到这一点的事实已经超出了我们的预期。”

在消除重力影响的设备上对 DSOC 进行 OTA（光收发器组件）系统测试。
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当 Psyche 发射时，激光通信演示器最初用于传输预先录制的数据（包括 Taters 猫的视频）。此后，该项目证明了 DSOC 的激光发射器可以接收来自加利福尼亚州赖特伍德附近桌山高功率激光器的数据。正如该项目在最近的“双向旋转”实验中所演示的那样，数据甚至可以发送到探测器的发射器，然后在同一晚发送回地球。作为该测试的一部分，测试数据（包括宠物的照片）从地球传输到 Psyche 并传回。往返总里程约4.5亿公里。还可以下载有关实验本身的大量工程数据，这将有助于研究光通信线路的特性。

„我们了解到，当天空晴朗时，我们可以将整个系统推向多远。然而，暴风雨偶尔会扰乱桌山和帕洛玛的活动，”在 JPL 工作的 DSOC 接收器电子部门负责人 Ryan Rogalin 描述道。这里值得注意的是，在大多数天气情况下都可以通过无线电波进行通信。相比之下，激光通信需要相对晴朗的天空才能高速传输数据。喷气推进实验室的专家领导了这项实验，该实验结合了帕洛玛天文台、位于加利福尼亚州巴斯托附近 DSN 网络通信综合体的戈德斯通实验混合（射频和光学）天线以及桌山上的探测器。这三个站一起接收到相同的信号。使用多个地面站来模仿一个大型接收器可以帮助增强来自更深空间的信号。如果一个地面站停止服务（可能是由于天气条件），这一策略也可能有用。在这种情况下，其他站可以继续接收信号。