آزمایش آنتن هیبریدی با کاربرد دوگانه برای ارتباطات فضایی لیزری و رادیویی
ناسا برای برقراری ارتباطات پرسرعت با مأموریت‌های فضایی دوردست در حال آزمایش یک آنتن بشقاب هیبریدی غول‌پیکر است که می‌تواند سیگنال‌های رادیویی و لیزری را به صدها میلیون مایل دورتر در فضا بفرستد و دریافت کند.
یکی از نکات برجسته ماموریت Psyche ناسا به سیارکی با همین نام، واحد ارتباطات نوری فضای عمیق (DSOC) آن است. این واحد یک گیرنده لیزری است و می‌تواند سیگنال‌های لیزری را دریافت و ارسال کند و ارتباطات را چندین برابر سریع‌تر از سیستم های رادیویی معمولی امکان پذیر می‌کند.
در همین رابطه بخوانید: پرتاب موفق فضاپیما به مقصد سیارکی ارزشمندتر از کل اقتصاد کره زمین!
این شیوه و این سامانه، از زمان پرتاب کاوشگر روباتیک در 13 اکتبر 2024، موفقیت‌های چشمگیری داشته است. در ماه نوامبر، DSOC با موفقیت داده‌ها را از فاصله ۱۶میلیون کیلومتری یا ۴۰ برابر فاصله زمین تا ماه انتقال داد.
نحوه عملکرد DSOC
DSOC متشکل از یک فانوس لیزری تلسکوپ ارتباطات نوری JPL در تاسیسات کوه تیبل در نزدیکی رایت وود، کالیفرنیا و تلسکوپ هیل در رصدخانه پالومار کلتک در شهرستان سن دیگو، کالیفرنیا است.
با استفاده از این دو دانشمندان توانستند موقعیت فضاپیما را پیش‌بینی کنند و روی آن قفل کنند و سپس سیگنالی ارسال یا دریافت کنند. اما این کار به معنی تعطیل شدن سایر فعالیت‌های دو رصدخانه نجومی بسیار گران‌قیمت هم بود.
ناسا ترجیح می‌دهد چیزی اختصاصی‌تر و دائمی‌تر برای ارتباطات دور داشته باشد، بنابراین در پروژه‌ای جداگانه، آژانس فضایی در حال کار بر روی یک آنتن هیبریدی است که می تواند در سه ایستگاه شبکه فضایی دوربرد واقع در گلدستون کالیفرنیا و شهرهای مادرید اسپانیا و کانبرای استرالیا ادغام شود.
نسخه آزمایشی یک آنتن ۳۴ متری فرکانس رادیویی-اپتیکال هیبریدی به نام ایستگاه فضایی عمیق ۱۳ در مجتمع ارتباطات فضای عمیق گلدستون، نزدیک بارستو، کالیفرنیا است. برای آزمایش این بشقاب غول‌پیکر هفت آینه جدا و بسیار دقیق معادل یک تلسکوپ با دیافراگم یک متری اصلاح‌شده دارد. این تشکیلات پرتو لیزر را از فضا می گیرد و آن را روی گیرنده‌ای شبیه دوربینی با نوردهی بالا متمرکز می کند که با بازتابنده فرعی آنتن در بالای مرکز بشقاب ارتباط دارد.
سپس سیگنال توسط فیبر نوری به یک آشکارساز تک‌فوتونی نانوسیم نیمه‌هادی سرد‌شده فرستاده می‌شود تا میزان خوانایی افزایش یابد.
به گفته ناسا، این آنتن توانست با Psyche ارتباط برقرار کند و در اواخر سال گذشته توانست یک داون لینک با سرعت ۱۵.۶۳مگابیت بر ثانیه یا حدود ۴۰ برابر سرعت رادیو در فاصله ۳۲ میلیون کیلومتری ایجاد کند. همچنین قادر بود سیگنال رادیویی کاوشگر را به‌طور هم‌زمان دریافت کند.
دانشمندان امیدوارند که آنتن هیبریدی بتواند در فاصله‌ای معادل فاصله مریخ، در دورترین فاصله‌اش از زمین یا ۳۷۴ میلیون کیلومتری تماس خود را با Psyche حفظ کند. گام بعدی بزرگ کردن آرایه آینه‌های نوری به اندازه یک تلسکوپ ۸ متری خواهد بود.
