NASA สื่อสารด้วยเลเซอร์ ในการทดลอง DSOC ที่เป็นการสื่อสารจากยาน Psyche กลับมายังโลกเป็นระยะทางกว่า 460 ล้านกิโลเมตร ซึ่งเป็นการส่งข้อมูลจำนวนมหาศาลและรวดเร็วที่สุดที่เคยมีมา
การทดลอง DSOC ทำลายสถิติใหม่
เทคโนโลยีการสื่อสารด้วยเลเซอร์ของ NASA ได้ทำลายสถิติใหม่โดยสามารถส่งสัญญาณเลเซอร์จากโลกไปยังยานอวกาศ Psyche ของ NASA ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 460 ล้านกิโลเมตร ซึ่งระยะทางนี้เท่ากับระยะทางสูงสุดระหว่างโลกกับดาวอังคาร
หลังจากทำลายสถิตินี้ได้ไม่นาน การทดลอง DSOC ก็ได้ปิดฉากเฟสแรกของการดำเนินงาน นับตั้งแต่การปล่อยตัวไปกับยานอวกาศ Psyche เมื่อวันที่ 13 ตุลาคม 2023
Meera Srinivasan หัวหน้าปฏิบัติการโครงการจากห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนไอพ่นของ NASA กล่าวว่า “ความสำเร็จนี้มีความสำคัญมาก การสื่อสารด้วยเลเซอร์ต้องมีความแม่นยำสูงมาก และก่อนที่จะปล่อยยาน Psyche ไปกับ DSOC เราไม่แน่ใจว่าจะเกิดการลดประสิทธิภาพมากแค่ไหนในระยะทางไกลมากๆ “
“ตอนนี้เทคนิคได้ถูกตรวจสอบแล้ว และยืนยันว่าการสื่อสารด้วยแสงเลเซอร์สามารถเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพและจะเปลี่ยนแปลงการสำรวจระบบสุริยะ”
การทดลอง DSOC คืออะไร?
การทดลอง Deep Space Optical Communications (DSOC) จัดการโดยห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนไอพ่นของ NASA ประกอบด้วยอุปกรณ์ส่ง-รับสัญญาณด้วยเลเซอร์บนยานอวกาศและสถานีภาคพื้นดินสองแห่ง
สถานีดาวน์ลิงก์ (การส่งกลับมาที่โลก): กล้องโทรทรรศน์ Hale ขนาด 200 นิ้ว (5 เมตร) ของ Caltech ที่หอดูดาว Palomar ในเขตซานดิเอโก รัฐแคลิฟอร์เนีย
สถานีอัปลิงก์ (การส่งสัญญาณจากโลก): ห้องปฏิบัติการกล้องโทรทรรศน์สื่อสารด้วยแสง (Optical Communications Telescope Laboratory) ที่สถานี Table Mountain ของ JPL ใกล้เมือง Wrightwood รัฐแคลิฟอร์เนีย
ประสิทธิภาพของการสื่อสารด้วยเลเซอร์
เทคโนโลยีนี้สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงกว่าคลื่นวิทยุถึง 100 เท่า ทำให้สามารถส่งข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน รวมถึงภาพและวิดีโอความละเอียดสูง ซึ่งมีความจำเป็นในการสนับสนุนการเดินทางของมนุษย์ไปยังดาวอังคารและไกลออกไป
ขณะที่การทดลอง DSOC ในเฟสแรกได้ยุติลงแล้ว แต่ยาน Psyche ยังคงสภาพดีและเสถียร โดยใช้เครื่องยนต์ไอออนในการเร่งความเร็วเพื่อเดินทางไปยังดาวเคราะห์น้อยที่อุดมไปด้วยโลหะในแถวคัมภะระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี
การทดลอง DSOC ส่งข้อมูลระหว่างโลกกับยาน Psyche ในรูปแบบบิตที่เข้ารหัสเป็นแสงอินฟราเรด ซึ่งมีความถี่สูงกว่าคลื่นวิทยุ ความถี่ที่สูงขึ้นนี้ช่วยให้สามารถบรรจุข้อมูลได้มากขึ้นในการส่งสัญญาณครั้งเดียว ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้เร็วขึ้นมาก
แม้เมื่อยานอวกาศ Psyche อยู่ห่างออกไปประมาณ 53 ล้านกิโลเมตร ซึ่งเทียบเท่ากับระยะทางที่ใกล้ที่สุดระหว่างดาวอังคารกับโลก การทดลอง DSOC ก็สามารถส่งข้อมูลได้ด้วยอัตราสูงสุดของระบบที่ 267 เมกะบิตต่อวินาที ซึ่งใกล้เคียงกับความเร็วในการดาวน์โหลดอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์ และเมื่อยานอวกาศเดินทางออกไปไกลขึ้น อัตราการส่งและรับข้อมูลก็จะลดลงตามที่คาดไว้
เมื่อวันที่ 24 มิถุนายน 2024 เมื่อยานอวกาศ Psyche อยู่ห่างจากโลกประมาณ 390 ล้านกิโลเมตร ซึ่งมากกว่า 2.5 เท่าของระยะทางระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ โครงการ DSOC สามารถรักษาอัตราการดาวน์ลิงก์ที่ 6.25 เมกะบิตต่อวินาที และสูงสุดถึง 8.3 เมกะบิตต่อวินาที แม้ว่าอัตราการส่งข้อมูลนี้จะต่ำกว่าอัตราสูงสุดของการทดลองอย่างมาก แต่ก็ยังสูงกว่าอัตราการส่งข้อมูลที่ระบบสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุที่มีกำลังส่งเทียบเท่ากัน
เป้าหมายของ ภารกิจ DSOC
เป้าหมายของโครงการ Deep Space Optical Communications (DSOC) คือการแสดงให้เห็นถึงเทคโนโลยีที่สามารถส่งข้อมูลได้อย่างน่าเชื่อถือและรวดเร็วกว่าเทคโนโลยีการสื่อสารในอวกาศอื่น ๆ เช่น ระบบคลื่นวิทยุ
เพื่อบรรลุเป้าหมายนี้ โครงการ DSOC ได้มีโอกาสทดสอบชุดข้อมูลที่ไม่เหมือนใคร เช่น ผลงานศิลปะ วิดีโอความละเอียดสูง และข้อมูลวิศวกรรมจากยานอวกาศ Psyche
ตัวอย่างเช่น: การดาวน์ลิงก์ครั้งหนึ่งได้ส่งข้อมูลดิจิทัลของผลงานศิลปะ “Psyche Inspired” จากมหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนา ภาพสัตว์เลี้ยงของทีมงาน และวิดีโอความละเอียดสูง 45 วินาทีที่เลียนแบบรูปแบบการทดสอบโทรทัศน์จากศตวรรษก่อน และแสดงฉากบนโลกและในอวกาศ
นอกจากนี้การทดลอง DSOC ยังได้ส่งวิดีโอความละเอียดสูงสุดครั้งแรกจากอวกาศ โดยมีแมวชื่อ Taters เป็นตัวเอก จากยานอวกาศ Psyche กลับมายังโลก เมื่อวันที่ 11 ธันวาคม 2023 จากระยะทาง 30 ล้านกิโลเมตร โดยข้อมูลภาพและวิดีโอถูกอัปโหลดไปยังยานอวกาศ Psyche และเก็บไว้ในหน่วยความจำก่อนการปล่อยตัว
Abi Biswas นักเทคโนโลยีของโครงการ DSOC กล่าวว่า “เป้าหมายสำคัญของระบบคือการพิสูจน์ว่าอัตราการลดข้อมูลนั้นสัดส่วนกับกำลังสองผกผันของระยะทาง” “เราบรรลุเป้าหมายนั้นและถ่ายโอนข้อมูลทดสอบจำนวนมากไปและกลับมายังยานอวกาศ Psyche ผ่านทางเลเซอร์” มีการดาวน์ลิงก์ข้อมูลเกือบ 11 เทราบิตในเฟสแรกของการทดลอง
ภารกิจ DSOC หลังจากนี้
อุปกรณ์ส่ง-รับสัญญาณด้วยเลเซอร์บนยานอวกาศจะถูกปิดและเปิดขึ้นอีกครั้งในวันที่ 4 พฤศจิกายน 2024 กิจกรรมนี้จะพิสูจน์ว่าฮาร์ดแวร์บนยานอวกาศสามารถใช้งานได้อย่างน้อยหนึ่งปี
Ken Andrews หัวหน้าปฏิบัติการการบินของโครงการ กล่าวว่า “เราจะเปิดใช้งานอุปกรณ์ส่ง-รับสัญญาณด้วยเลเซอร์บนยานอวกาศและทำการตรวจสอบการทำงานสั้นๆ” “เมื่อทำได้แล้ว เราสามารถมองไปข้างหน้าเพื่อใช้งานอุปกรณ์ส่ง-รับสัญญาณด้วยความสามารถการออกแบบเต็มรูปแบบในช่วงหลังการรวมตัวซึ่งเริ่มต้นในภายหลังของปีนี้”
