NASA завершает миссию TBIRD: два года установления рекордов в лазерной космической связи

Цель миссии TBIRD, запущенной НАСА в мае 2022 года, состояла в демонстрации возможностей лазерной связи в космосе. За два года миссия установила новые рекорды, передавая данные с космического аппарата PTD-3 на Землю с невиданной ранее скоростью. Однако, миссия TBIRD завершилась. TBIRD (TeraByte InfraRed Delivery) и его космический аппарат-носитель — PTD-3 (Pathfinder Technology Demonstrator-3) — успешно выполнили демонстрацию своих технологий.

Серия PTD от НАСА использует стандартные коммерческие космические аппараты, обеспечивая надежную платформу для эффективного тестирования технологий с минимальными модификациями между запусками. После майского запуска 2022 года в рамках миссии SpaceX Transporter 5, космический аппарат PTD-3 был выведен на низкую околоземную орбиту, и вскоре после этого TBIRD начал передачу лазерных сигналов на оптическую наземную станцию в Калифорнии.

Двухлетняя демонстрация TBIRD подтвердила жизнеспособность лазерной связи. В большинстве миссий НАСА традиционно используются радиочастотные системы связи, однако лазерная связь позволяет передавать значительно большие объемы данных в одном канале. Эта технология идеально подходит для научных и исследовательских миссий, требующих передачи крупного объема данных.

В 2023 году TBIRD неоднократно превосходил свои рекорды, достигнув пика в июне, когда за пять минут было передано 4,8 терабайта данных, что эквивалентно приблизительно 2400 часам видео высокой чёткости, со скоростью 200 гигабит в секунду за одну сессию.

Полезная нагрузка TBIRD стала одной из демонстрационных площадок для технологий лазерной связи. Программа НАСА SCaN (Space Communications and Navigation) совершенствует эту технологию, чтобы показать, как лазерная связь может улучшить доставку научных и исследовательских данных на Землю. Следующая демонстрация пройдет в рамках миссии Artemis II.

Помимо установления мирового рекорда, миссия продемонстрировала экономическую эффективность конструкции и чрезвычайно низкие требования к размеру, весу и мощности — как на космическом аппарате PTD-3, так и на полезной нагрузке TBIRD. Последняя, размером с коробку для салфеток, содержала два коммерческих телекоммуникационных модема, модифицированных командой TBIRD для работы в экстремальных условиях космоса.

Система PTD-3/TBIRD также справилась с одной из основных трудностей лазерной связи: создание узкого лазерного луча при движении на орбитальных скоростях с сопротивлением атмосферы. Точность наведения и устойчивость космического аппарата PTD-3 позволили полезной нагрузке TBIRD достичь рекордов при скорости движения в космосе 17 000 миль в час. Аппарат установил рекорд по самой высокой точности наведения, когда-либо достигнутой кубсатами без использования подвижных механизмов или двигательных систем.

Система не имела двигательной установки, что означало, что после выхода на низкую околоземную орбиту, миссия могла продолжаться только до естественного снижения орбиты.

Хотя первоначально планировалось, что проект TBIRD проработает всего шесть месяцев, демонстрационная программа продолжалась более двух лет, предоставив НАСА возможность углубленно изучить работу лазерной связи на низкой околоземной орбите.

Полученные в ходе миссии TBIRD знания будут использованы при реализации будущих проектов лазерной связи, минимизируя ограничения нисходящей линии связи и способствуя более эффективным исследованиям и открытиям.

 

Источник: iXBT