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深宇宙光通信 (DSOC): NASA がレーザーをテスト  

無線周波数ベースの深宇宙通信は、帯域幅が狭いことと、高いデータ伝送速度のニーズが高まっていることによる制約に直面しています。レーザーまたは光学ベースのシステムは、通信の制約を打ち破る可能性があります。 NASAは、超遠距離に対してレーザー通信をテストし、現在深宇宙を飛行中のプシュケ宇宙船から32万kmの距離からレーザーを介して地球に超高解像度ビデオを送信した際に、深宇宙での高帯域幅通信を実証しました。火星と木星の間の小惑星帯に位置する金属が豊富な小惑星プシュケ。これは、月を超えた初めての光通信の実証でした。深宇宙ネットワーク (DSN) アンテナは、無線周波数と近赤外線の両方のレーザー信号を受信しました。  

深宇宙 通信は主に無線周波数を使用して行われます。しかし、無線周波数ベースのシステムは、限られた帯域幅と増大し続ける高いデータ伝送速度の需要を考慮すると、宇宙分野の現在および将来の通信ニーズを満たすことができません。  

一方、レーザーまたは光ベースの通信には、広い帯域幅、高いデータ速度のリンク、および低い SWaP (サイズ、重量、および電力) 端末の点で多くの利点があります。現在使用されている最も高度な無線システムの容量の 10 ~ 100 倍にデータ レートを向上させる可能性があり、通信の制約を打ち破ることができます。したがって、将来の惑星間データ伝送のニーズを満たすことができる大容量の深宇宙通信のために光通信を進歩させることが不可欠です。   

深宇宙光通信 (DSOC) 実験は、現在深宇宙を通って金属が豊富な場所へ移動しているプシュケ宇宙船に搭載された技術デモンストレーション ペイロードです。 小惑星 プシュケは小惑星帯に位置し、 火星 そしてジュピター。 2023年32月には、深宇宙XNUMX万キロメートルからレーザーを介して超高精細ビデオを地球に送信し、深宇宙での高帯域幅通信を実証した。これは、月を超えた初めての光通信の実証でした。   

深宇宙ネットワーク (DSN) は、太陽系を探索する遠く離れた宇宙船と通信するために、世界のさまざまな場所にある施設のネットワークです。このネットワークの実験アンテナは、深宇宙のプシュケ宇宙船から送信された無線信号とレーザー信号の両方を受信しました。これは、現在無線信号を介して宇宙船と通信している DSN アンテナをレーザー通信用に改造できる可能性があることを示唆しています。  

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参照:  

  1. Karmous S. 他 2022. 光通信は深宇宙通信の未来をどのように形作ることができるか?調査。 arXiv のプレプリント。土井: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.04933 
  1. ロビンソンBS、2023年。 宇宙探査と科学のための光通信。光ファイバー通信カンファレンス 2023。 
  1. NASA の技術デモが深宇宙からレーザー経由で初のビデオをストリーミング。 18 年 2023 月 XNUMX 日に投稿。 https://www.nasa.gov/directorates/stmd/tech-demo-missions-program/deep-space-optical-communications-dsoc/nasas-tech-demo-streams-first-video-from-deep-space-via-laser/ 
  1. NASA。ニュース – NASA の新しい実験アンテナが深宇宙レーザーを追跡します。投稿日: 08 年 2024 月 XNUMX 日。 https://www.nasa.gov/technology/space-comms/deep-space-network/nasas-new-experimental-antenna-tracks-deep-space-laser/ 
  1. 深宇宙光通信 (DSOC) https://www.nasa.gov/mission/deep-space-optical-communications-dsoc/ 
  1. ミッション・プシュケ。 https://science.nasa.gov/mission/psyche/  
  1. NASA のディープ スペース ネットワーク (DSN) https://www.jpl.nasa.gov/missions/dsn  

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ウメシュプラサド
ウメシュプラサド
科学ジャーナリスト | 『Scientific European』誌創設編集者

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