La stazione di terra LCOT (Low-Cost Optical Terminal) della NASA, realizzata con hardware commerciale modificato, ha trasmesso il suo primo collegamento di comunicazione laser al TBIRD (TeraByte Infrared Delivery), un carico utile delle dimensioni di una scatola di fazzoletti, precedentemente in orbita terrestre bassa. Durante il primo test in diretta nel cielo, il LCOT della NASA ha prodotto un’intensità di uplink sufficiente per il payload TBIRD per identificare il faro laser, connettersi e mantenere una connessione con la stazione di terra per oltre tre minuti. Questo test riuscito segna un risultato importante per le comunicazioni laser: collegare il faro laser del LCOT dalla Terra al TBIRD ha richiesto un milliradiante di precisione di puntamento, l’equivalente di colpire un bersaglio di tre piedi da oltre otto campi da football americano di distanza:
Il test è stato uno dei tanti successi nelle comunicazioni laser resi possibili da TBIRD durante la sua missione di successo durata due anni. Prima del completamento della missione il 15 settembre 2024, il payload trasmetteva a una velocità record di 200 gigabit al secondo. In un caso d’uso reale, il tempo di connessione di tre minuti di TBIRD con LCOT sarebbe sufficiente a restituire oltre cinque terabyte di dati scientifici critici, l’equivalente di oltre 2.500 ore di video ad alta definizione in un singolo passaggio. Come dimostra il test del cielo LCOT, le capacità di comunicazioni laser ad altissima velocità consentiranno alle missioni scientifiche di mantenere la connessione con la Terra mentre viaggiano più lontano che mai. L’ufficio del programma SCaN (Space Communications and Navigation) della NASA sta implementando la tecnologia delle comunicazioni laser in varie orbite, tra cui la prossima missione Artemis II , per dimostrare il suo potenziale impatto sulla missione dell’agenzia volta a esplorare, innovare e ispirare la scoperta. Video:
“Le comunicazioni ottiche o laser possono trasferire da 10 a 100 volte più dati rispetto alle onde a radiofrequenza”, ha affermato Kevin Coggins, vice amministratore associato e responsabile del programma SCaN. “Letteralmente, è l’onda del futuro, poiché consentirà agli scienziati di realizzare una quantità sempre maggiore di dati dalle loro missioni e fungerà da linea di vita fondamentale per gli astronauti che viaggiano da e verso Marte“. Storicamente, le missioni spaziali hanno utilizzato frequenze radio per inviare dati da e verso lo spazio, ma con gli strumenti scientifici che catturano più dati, le risorse di comunicazione devono soddisfare una domanda crescente. La luce infrarossa utilizzata per le comunicazioni laser trasmette i dati a una lunghezza d’onda più corta della radio, il che significa che le stazioni terrestri sulla Terra possono inviare e ricevere più dati al secondo.
Il team LCOT continua a perfezionare le capacità di puntamento attraverso test aggiuntivi con LCRD (Laser Communications Relay Demonstration) della NASA. Mentre LCOT e le altre missioni di comunicazioni laser dell’agenzia continuano a raggiungere nuovi traguardi in termini di connettività e accessibilità, dimostrano il potenziale delle comunicazioni laser per rivoluzionare l’accesso degli scienziati a nuovi dati sulla Terra, il nostro sistema solare e oltre. “È una testimonianza del duro lavoro e delle capacità dell’intero team”, ha affermato il dott. Haleh Safavi, responsabile del progetto per LCOT. “Lavoriamo con apparecchiature di trasmissione molto complicate e sensibili che devono essere installate con incredibile precisione. Questi risultati hanno richiesto una pianificazione e un’esecuzione rapide a ogni livello”.
Esperimenti come TBIRD e LCRD sono solo due delle molteplici dimostrazioni spaziali di comunicazioni laser di SCaN, ma una solida rete di comunicazioni laser si basa su stazioni di terra facilmente riconfigurabili sulla Terra. La stazione di terra LCOT mostra come il governo e l’industria aerospaziale possono costruire e distribuire stazioni di terra flessibili per comunicazioni laser per soddisfare le esigenze di un’ampia varietà di missioni NASA e commerciali, e come queste stazioni di terra aprono nuove porte alla tecnologia delle comunicazioni e alla trasmissione di volumi di dati estremamente elevati. Il LCOT della NASA è sviluppato dal Goddard Space Flight Center dell’agenzia a Greenbelt, Maryland. Il TBIRD è stato sviluppato in collaborazione con il Massachusetts Institute of Technology Lincoln Laboratory (MIT-LL) di Lexington. Il TBIRD è volato e gestito come uno sforzo collaborativo tra NASA Goddard; l’Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley in California; il Jet Propulsion Laboratory della NASA nella California meridionale; il MIT-LL; e la Terran Orbital Corporation di Irvine, California. Il finanziamento e la supervisione per il LCOT e altre dimostrazioni di comunicazioni laser provengono dall’ufficio del programma Space Communications and Navigation (SCaN) all’interno dello Space Operations Mission Directorate presso la sede centrale della NASA a Washington.
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