由美国宇航局戈达德太空飞行中心的凯瑟琳·绍尔拍摄 LCRD通过激光链路将数据传送到地球
信用:美国宇航局/戴夫·瑞安 我们的电视和电脑屏幕以高清方式显示新闻、电影和节目,让观众获得清晰生动的体验
光纤连接通过电缆发送密集封装有数据的激光,为用户带来这些体验
美国国家航空航天局和商业航天公司正在将类似的技术应用于空间通信,将光学速度带到了最后的前沿
自由空间光通信利用电信领域的最新进展,允许航天器通过激光链路发送高分辨率图像和视频
“自由空间”是指没有绝缘的光纤电缆来支持地面互联网
自由空间激光通信在空间真空中自由流动,然而大气给通信工程师带来了独特的挑战
美国宇航局的激光通信中继演示(LCRD)将发送数据到地面站和从地面站,并最终在激光链路上的空间用户任务
“LCRD利用了过去几十年在电信行业所做的工作
LCRD光学模块产品设计负责人Russ Roder说:“我们将他们创造的概念应用到太空中。”
“关键是我们必须优化太空技术
" 设在国际空间站上与LCRD通信的实验性光学通信终端
信用:美国宇航局 LCRD的任务将是通过美国宇航局、其他政府机构、学术界,特别是商业航天界的实验来测试激光通信能力,从而证明这项技术
行业开发的实验将允许公司测试他们自己的技术、软件和能力
美国国家航空航天局正在提供这些机会来增长激光通信的知识,并促进其实际应用
虽然LCRD的实验者计划将允许美国宇航局和工业界测试和改进技术,但该机构和商业部门在过去几十年里一直在演示和使用激光通信
一般来说,商业努力的重点是开发用于低地球轨道的空间对空间激光系统
公司正在投资利用激光通信提供全球宽带覆盖的卫星星座
拟议中的星座拥有数百到数千颗卫星,形成了一个广泛的空间激光通信网络
商业星座仍然很大程度上依靠射频链路将数据传回地球
然而,LCRD使用激光进行空间和直接对地通信
虽然工业界专注于空间光通信以支持地面用户,但美国航天局正在展示地球同步轨道的直接对地能力,以提高未来任务的通信能力
有了机载激光通信,任务将能够在一次传输中传输比传统射频通信更多的数据
低成本光学终端
信用:美国宇航局 “地球大气层由于湍流而扭曲了激光束
理解这些挑战对于实现可操作的光通信中继能力至关重要,”美国宇航局总部空间通信和导航(SCaN)项目高级通信和导航技术部门主任杰森·米切尔说
有了这两个不同但互补的目标,美国宇航局还与工业界合作,进一步完善激光通信硬件
事实上,LCRD包括商业设计和建造的组件以及美国宇航局开发的定制系统
该光学模块向有效载荷发射激光,由麻省理工学院林肯实验室设计,在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心建造
然而,LCRD的多个地区来自像L3Harris科技公司、SEAKR工程公司、Moog公司这样的公司
,以及内华达山脉公司
这些包括望远镜系统、控制器电子系统和空间转换装置——所有这些对LCRD的运作都至关重要
此外,美国宇航局的低成本光学终端(LCOT)将使用商业现成的或稍加修改的硬件,以减少费用和加快实施
美国宇航局依赖于一个强大的国内航天工业,并希望这些投资将允许美国
S
政府将购买未来的激光通信硬件和服务
这将降低成本,同时使更多的任务能够使用激光通信
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