Artemis 2は宇宙レーザーを使用して通信します

Apr 16, 2023

NASA のそびえ立つ宇宙発射システム ロケットが 2024 年 11 月に打ち上げられるとき (すべてが計画通りに進んだ場合)、アルテミス 2 ミッションには 4 人の宇宙飛行士と、宇宙船の生命維持システムと同じくらい重要な最先端の通信装置が運ばれることになります。

宇宙機関は 10 年以上にわたり、数分の一の速度で送信する古くてかさばる無線システムに代わる、赤外線レーザーに基づく新しい通信方法の開発に取り組んできました。 宇宙に到達すると、「O2O」、オリオン アルテミス 2 光通信システムは、ヒューストンにある NASA のミッション コントロール センターへの乗組員の主要なリンクとして機能します。

アルテミスは月には着陸しません。オリオン宇宙船は大気圏突入と地球の海洋への着水は可能ですが、固い土地には着陸できません。 月の周りを飛行し、月から4万マイル離れたところまで到達し、ギガバイトの月の映像を地球に送信します。 O2O は、約 30 本のストリーミング HD 映画に相当するものを一度に送信できます。

「そのアイデアは、レーザーリンクを介して月との間で高解像度のビデオ伝送を行うことです」とNASAプロジェクトマネージャーのスティーブン・ホロウィッツ氏はプレスリリースで述べている。 「アポロ計画の画像を思い出してみると、粒子が粗くて見にくかったですが、O2O により、アルテミスの宇宙飛行士は、より鮮明で詳細なビデオや画像を送信できるようになります。」

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人間の命は、極限状態でも耐えられるこの新しいコミュニケーション モードにある程度かかっているため、エンジニアは長年かけてこのコミュニケーション モードを完成させました。 最初の大きなマイルストーンは 2013 年に起こり、ソーダ缶の形をした月大気塵環境探査機 (LADEE) が月に飛行し、レーザーを使用して地球に送信されました。

2013年10月18日、この小型ロボット船はニューメキシコ州ラスクルーセスにあるNASAのホワイトサンズ複合施設の地上局にレーザーで接続され、月との間で高解像度のビデオストリームを送信した。

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レーザー通信の有用性が証明された今、NASA はメッセージを送受信し、新しい技術を研究するために、地球の軌道に新しいレーザー インフラストラクチャを立ち上げ始めました。 2014 年から 2017 年にかけて、国際宇宙ステーション (ISS) は、「Hello World!」という HD ストリームで始まる地球とレーザー通信するシステム OPALS (The Optical Payload for Lasercomm Science) をホストしました。

NASAはまた、少数の小型レーザー衛星と、メッセージを受信して​​NASAの受信ステーションに送信できる重要な中継器を打ち上げた。 雲に覆われないように、NASAはハワイ、カリフォルニア、ニューメキシコに望遠鏡が近赤外線を正確に観測する施設（小さな天文台に似た施設）を建設した。

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O2O には、小型の 4 インチ望遠鏡とデータ処理用のモデムが含まれており、これらのコンポーネントはすでに「シェーカー テーブル」と真空チャンバー内で厳格なテストを受けています。 モデムは生のコンピュータ データを光のパターンに変換し、その逆も同様です。これは、古いダイヤルアップ コンピュータ モデムが長い Web サイトを音声に変換したのと同様です。

乗組員は高速リンクを使用して指示を受け取り、実験結果を送信します。また、ISS の宇宙飛行士と同様に、自分たちの画像を地球上のインターネットにブロードキャストする機能もあります。

レーザー通信がすぐに光ファイバー ネットワークを追い越すことは期待できません。これまでのところ、前者はメッセージを中継するために衛星、または明確な光線を必要とします。

同様のシステムは、長距離の光ファイバーケーブルを使用できない量子コンピューティングでも役立つ可能性があります。 JPL の研究者によって開発された新しい光子検出器は、必要とされる極めて高い感度を提供する可能性があります。

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