Laserowe 100 megabitowe łącze prosto na Marsa

Zbyt wolne łącze sieciowe to nie tylko problem internautów. Również łączność w skali Układu Słonecznego cierpi z powodu niedostatecznej przepustowości. Aby rozwiązać ten problem, NASA chce wdrożyć technologię laserowej łączności międzyplanetarnej o przepustowości 100 megabitów na sekundę.

Choć naukowcy niedawno zaobserwowali szybsze niż światło cząstki elementarne, nadal komunikacja ograniczona jest przez prędkość światła. Dlatego połączenia pomiędzy sondami wędrującymi poprzez Układ Słoneczny i Ziemią nadal muszą ponosić konsekwencje bardzo dużych opóźnień. Ale co z przepustowością takich łączy?

NASA jako przykład podaje sondę Mars Recoinassance Orbiter (MRO), która ma na pokładzie urządzenie HiRISE do wykonywania zdjęć powierzchni czerwonej planety z bardzo dużą rozdzielczością. Transfer jednej fotografii zajmuje aż 90 minut, co w znacznym stopniu ogranicza szybkość wykonywania obserwacji naukowych.
 

Zdjęcie powierzchni Marsa z HiRISE (kolory sztuczne). Maksymalna rozdzielczość wykonywanych obrazów limitowana jest pojemnością bufora pamięci na pokładzie MRO, która wynosi około 3,5 gigabajta.

Sytuację można porównać do aparatu, który wyposażono w wolną kartę pamięci. Szybkość trybu seryjnego będzie limitowana prędkością zapisu na tej karcie. Tutaj limitem jest 6 megabitowe łącze Mars – Ziemia.

NASA finansuje projekt badawczy - Laser Communications Relay Demonstration (LCRD). Ma on pokazać, że dzięki technologii optycznej wykorzystującej laser można osiągnąć przepustowość rzędu setek megabitów na odległościach międzyplanetarnych. Umieszczone na satelicie urządzenie ma mieć rozmiary podobne jak obecnie wykorzystywane nadajniki radiowe.
 

Dane zostaną przesłane do satelity na orbicie wokół Ziemi, a następnie przekazane do jednej ze stacji nasłuchowych NASA.

Oczywiście zastosowanie światła jako nośnika sygnału nakłada pewne ograniczenia. Nadajnik i odbiornik muszą się widzieć. W Kosmosie nie jest to co prawda problemem, ale ze względu na destrukcyjne dla sygnałów świetlnych zakłócenia ziemskiej atmosfery konieczne będzie umieszczenie stacji przekaźnikowej na orbicie.

Przy przepustowości łącza rzędu 100 megabitów transfer danych będzie 16 razy szybszy - 5 zamiast 90 minut. NASA liczy także na umożliwienie strumieniowania wideo w jakości HD nawet z powierzchni Marsa.

Jeśli projekty odniosą sukces, NASA z pewnością zadba, by wszystkie kolejne sondy korzystały z łączności optycznej. Pierwszym takim urządzeniem z pewnością będzie sonda Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (planowany start w 2013 roku), która ma zapewnić transfer danych z okolic Księżyca z prędkością ponad 600 megabitów na sekundę.

Więcej o technologiach komputerowo-komunikacyjnych i badaniach kosmosu:

• HP zmodernizuje NASA za 2,5 miliarda dolarów
• Łącze 1000 bit/s pozwoliło na lot w Kosmos
• Sonda kosmiczna wielkości procesora
• Gigapikselowy sensor stworzy model 3D Galaktyki
• Ziemia na żywo z kosmosu przez 24 h na dobę

Źródło: NASA, HiRISE