由喷气推进实验室的Katherine Schauer拍摄
这里看到的美国宇航局激光通信中继演示光学地面站-2的圆顶，是将与任务通信的两个地面站之一
信用:美国宇航局 美国国家航空航天局发射卫星、漫游者和轨道飞行器来调查人类在银河系中的位置
当这些任务到达目的地时，他们的科学仪器捕捉图像、视频和关于宇宙的有价值的见解
空间和地面的通信基础设施使这些任务收集的数据能够到达地球
如果没有地面站接收，这些任务捕获的异常数据将被困在太空中，无法到达地球上的科学家和研究人员手中
自从太空探索开始以来，美国宇航局的任务主要依靠射频通信来传递信息
但是今年秋天，美国宇航局的激光通信中继演示(LCRD)将发射和展示激光通信——一种从太空向地面传输数据的革命性方式
LCRD的地面站被称为光学地面站(OGS) -1和-2，位于加利福尼亚州的桌山和夏威夷州的哈雷卡利亚
选择这些偏远的高海拔地区是因为天气晴朗
虽然激光通信可以提供更高的数据传输速率，但大气扰动——如云和湍流——会在激光信号进入地球大气层时干扰它们
美国宇航局戈达德太空飞行中心的罗恩·米勒说:“当地气象学的工作方式是，山顶上的灰尘很少，大气湍流也更少，这对激光通信来说很好。”
“它大约在10，000英尺的高空，所以你在很多发生在峰顶以下的大气和天气之上
山顶阳光明媚，山中央多云是很常见的
" LCRD号任务将与两个地面站——加利福尼亚州的桌山和夏威夷州的哈雷卡利亚——进行通信，展示空间和地球之间的光通信
荣誉:美国宇航局戈达德太空飞行中心 美国宇航局通信工程师选择这些地点是因为它们的天气模式通常是相辅相成的
当加利福尼亚州的OGS一号多云时，夏威夷州的OGS二号往往晴朗，反之亦然
为了监测云的覆盖范围并确定使用哪个站，商业合作伙伴诺斯罗普·格鲁曼公司提供了一个大气监测站，用于观察哈雷卡利亚的天气状况
这个监测站几乎一周七天、一天24小时自动运行
OGS一号在桌山也有类似的天气监测能力
尽管这些地方通常天气晴朗，美国宇航局的工程师们仍然必须努力减少大气湍流对OGS一号和OGS二号接收到的数据的影响
为了做到这一点，两个站都利用了自适应光学的力量
“一个自适应光学系统使用一个传感器来测量从航天器下来的电磁信号的失真，”OGS一号的开发和运行经理汤姆·罗伯茨说，他在美国宇航局的喷气推进实验室在南加州
“如果我们能够测量这种扭曲，那么我们就可以通过一个可变形的镜子来改变它的形状，以消除大气引起的像差
这让我们有一个很好的，原始的信号
" 虽然OGS-2是专门为LCRD任务开发的，但OGS-1是在JPL的光学通信望远镜实验室，在LCRD之前，该实验室曾用于之前的激光通信演示
为了让OGS一号准备好接受LCRD的支持，工程师们不得不升级地面站，修改系统使其达到更高的标准
其中一项升级包括更换反射镜，使其具有更好的反射率和更高的激光阈值，以便望远镜能够接收和发送往返于LCRD的激光信号
在任务支持之前，LCRD将花费大约两年时间进行测试和实验
在此期间，OGS一号和OGS二号将充当模拟用户，从一个站向LCRD发送数据，然后向下发送到下一个站
这些测试将使航空航天界能够向LCRD学习，并进一步完善激光通信系统未来实施的技术
在试验阶段之后，LCRD将支持空间飞行任务
任务就像国际空间站上的终端一样，将数据发送到LCRD，然后由后者将其传送到OGS一号或OGS二号
LCRD是美国国防部空间试验计划卫星-6的托管有效载荷
虽然LCRD是一个激光通信有效载荷，但航天器仍将与地面保持射频连接
位于新墨西哥州拉斯克鲁塞斯附近白沙综合设施的有效载荷对地链路终端将通过无线电波向航天器传送跟踪、遥测和指令数据
美国宇航局在白沙LCRD任务操作中心管理LCRD的地面设备——OGS一号、OGS二号和PGLT
“任务操作中心是LCRD系统的中枢大脑，”LCRD国家航空航天局戈达德太空飞行任务地面部分经理米丽娅姆·温纳斯坦说
“它同时协调有效载荷和所有三个地面站的配置，调度各种光学服务和链路
" 如果没有地面基础设施，非凡的科学和探索数据将无法为地球上的研究人员所用
LCRD的地面部分对任务的成功至关重要，为工程师提供了测试和完善激光通信的机会
反过来，LCRD将迎来一个激光通信的新时代，在这个时代，任务将前所未有地获得从卫星和太空探测器收集的信息
关于任务的更多信息 STPSat-6是空间试验计划3 (STP-3)任务的一部分，将在2021年11月22日之前，由联合发射联盟Atlas V 551火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角航天力量站发射升空
STP由美国太空部队的太空系统司令部管理
LCRD由美国宇航局戈达德太空中心领导，与JPL和麻省理工学院林肯实验室合作
LCRD由美国宇航局的技术演示任务计划资助，该计划是太空技术任务局的一部分，同时也是美国宇航局总部的太空通信和导航计划
美国宇航局戈达德管理OGS 2号，而JPL管理OGS 1号
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