Швидше за Starlink: NASA встановило новий рекорд швидкості передачі даних з космосу

Досягнення стало можливим завдяки використанню лазерного зв'язку та технології, яка кодує інформацію в коливаннях світлових хвиль, а не в традиційних радіохвилях.

Ключовим гравцем у цьому визначному досягненні є супутник NASA Pathfinder Technology Demonstrator 3 (PTD-3), який нещодавно запустив систему інфрачервоної доставки TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD). Цей компактний лазерний комунікаційний блок, який важить всього 11 кг і за розміром можна порівняти з взуттєвою коробкою, складається з трьох основних компонентів: високочастотного оптичного модему, великого високошвидкісного запам'ятовуючого пристрою і підсилювача оптичного сигналу.

Відносна доступність і простота виготовлення роблять такі пристрої, як система TBIRD, дуже привабливими для тестування нових комунікаційних технологій, що дозволяє зробити значні кроки в їхньому розвитку. Продуктивність системи TBIRD перевершила попередній рубіж у 100 Гбіт/с, досягнутий у червні 2022 року.

Як все працює

Надзвичайні швидкості стали можливими завдяки коротшій довжині хвилі лазерного променя, що забезпечує більш ефективну передачу даних у порівнянні з радіосигналами. Однак точність наведення лазерного променя на приймач, який являє собою невеликий телескоп, розташований в Лабораторії випробувань оптичного зв'язку (OCTL) Лабораторії реактивного руху NASA (JPL), є надзвичайно важливою. Крім того, для забезпечення оптимальної продуктивності потрібні безхмарні погодні умови.

Використовуючи це швидке з'єднання, система TBIRD може передавати кілька терабайт тестових даних на Землю протягом одного шестихвилинного прольоту над наземною станцією. Для порівняння, один терабайт еквівалентний приблизно 500 годинам відео високої чіткості.

Конструкція лазерного передавача була спрощена задля використання двигунів супутника для керування системою, що усунуло потребу в індивідуальному механізмі наведення променя. Крім того, було модернізовано протоколи передачі даних для підвищення загальної швидкості передачі. У разі помилки передачі даних повторно передається лише пошкоджений блок, що запобігає непотрібному повторенню і зменшує перевантаження каналу.

Що відомо про супутник

Супутник PTD-3 був виведений на орбіту в рамках спільної місії SpaceX Transporter-5 з Космічного центру NASA імені Кеннеді у Флориді. Завдяки синхронізації орбіти супутника з орбітою Землі навколо Сонця, PTD-3 знаходиться у "фіксованому" положенні відносно Сонця. Таке стратегічне розміщення забезпечує проходження супутника над наземною станцією на Землі двічі на день, що дозволяє зручно та ефективно тестувати системи зв'язку.

Супутник PTD-3 / Фото NASA

У цьому революційному проєкті з NASA співпрацює Массачусетський технологічний інститут імені Лінкольна (MIT). Лабораторія Лінкольна в Лексінгтоні відіграла ключову роль у створенні корисного навантаження. Компанія Terran Orbital, відповідальна за розробку шасі супутника і самого супутника, є ще одним ключовим партнером у цьому проєкті. Наземна станція, розташована в Лабораторії випробувань оптичного зв'язку та Лабораторії реактивного руху NASA, слугує важливою ланкою для прийому даних, що передаються супутником PTD-3.