심우주 통신 프로젝트 기대 이상

이 프로젝트는 모든 기술적 목표를 달성했으며, 나사의 미래 화성 유인 탐사를 위한 고속 통신 기반을 마련했습니다. 심우주 광통신 기술은 레이저로 인코딩된 데이터가 지구에서 수백만 마일 떨어진 화성과 비슷한 거리를 이동한 후에도 안정적으로 송수신 및 디코딩될 수 있음을 성공적으로 보여주었습니다. 이 기술 시연은 마지막 통과를 완료하여 프시케에 레이저 신호를 전송하고 어마어마한 거리가 떨어진 곳에서 반사 신호를 수신했습니다. 나사 국장 대행 숀 더피는 "미국을 화성 탐사의 길로 인도하고 있으며, 레이저 통신 기술의 발전은 고화질 영상을 스트리밍하고 화성 표면 에서 그 어느 때보다 빠르게 귀중한 데이터를 전송하는 데 한 걸음 더 다가가게 해 줍니다."라고 말했습니다. "기술은 새로운 발견의 문을 열어주며, 우리는 탐사의 황금기를 실현하는 데 필요한 역량을 시험하고 입증하는 데 전념하고 있습니다." 이 영상은 심우주 광통신 실험이 어떻게 기록을 경신했는지, 그리고 이 기술 시연이 어떻게 화성 및 그 너머까지 고대역폭 데이터를 전송할 수 있는 길을 열어줄 수 있는지 자세히 보여줍니다. 발사 후 불과 한 달 만에, 시연을 통해 지구로 신호를 보낼 수 있다는 것이 입증되었고 우주선에 탑재된 광 터미널과 링크가 구축되었습니다. "테크놀로지는 우주의 혹독한 환경에서 하드웨어의 한계를 파악하고 성능을 입증하기 위해 테스트를 진행하고 있습니다."라고 워싱턴에 있는 본부의 우주기술임무국 부국장인 클레이튼 터너는 말했습니다. "이 기술은 우리의 기대를 뛰어넘어 가정용 광대역 인터넷과 비슷한 데이터 속도를 보여주고, 기록적인 거리에서 지구로 엔지니어링 및 테스트 데이터를 전송했습니다." 초고화질 영상을 지구로 스트리밍하여 사상 최초의 기록을 달성했습니다. 이 영상은 시스템의 최대 비트레이트인 초당 메가비트로 전송되었습니다. 또한, 이 프로젝트는 지구와 화성 사이의 평균 거리보다 떨어진 곳에서 프시케 데이터를 다운링크하여 광통신 거리 기록을 경신했습니다. 실험의 지상 단말기는 프시케로부터 데이터를 수신했습니다. 남부 캘리포니아에 있는 나사 제트추진연구소에서 관리하는 이 실험은 프시케 우주선에 장착된 비행용 레이저 송수신기 와 지구에서 데이터를 송수신하는 두 개의 지상국으로 구성됩니다. 테이블 마운틴 시설에 있는 강력한 업링크 레이저가 프시케로 레이저 신호를 전송하여, 송수신기가 광통신 레이저를 지구로 다시 조준할 위치를 결정하는 데 도움을 줍니다. 프시케와 지구는 모두 엄청난 속도로 우주를 이동하고 있으며, 두 행성은 서로 너무 멀리 떨어져 있어 빛의 속도로 이동하는 레이저 신호가 목적지에 도달하는 데 몇 분이 걸릴 수 있습니다. 나사팀은 지상 및 비행 레이저 송신기에서 통신 연결을 끊는 데 필요한 정밀한 포인팅을 사용하여 광통신을 통해 태양계 전역의 미래 임무를 지원할 수 있음을 입증했습니다. 실험의 또 다른 요소는 레이저가 수백만 마일을 이동한 후 희미한 신호를 감지하고 디코딩하는 것이었습니다. 이 프로젝트는 샌디에이고 카운티에 있는 캘리포니아 공과대학 팔로마 천문대의 망원경을 주요 다운링크 기지국으로 활용했는데, 이 망원경은 가장 희미한 광자까지 수집할 수 있는 충분한 집광 영역을 제공했습니다. 이렇게 수집된 광자들은 천문대의 고효율 검출기 어레이 로 보내졌고, 그곳에서 광자에 인코딩된 정보가 처리되었습니다. 심우주 광통신 프로젝트 기술자이자 감독자인 아비 비스와스는 "지상국을 폐쇄하게 만든 기상 이변부터 팀원들에게 영향을 미친 남부 캘리포니아 산불까지 많은 어려움에 직면했습니다."라고 말했습니다. "하지만 우리는 굴하지 않았고, 우리 팀이 프시케와 매주 광학적으로 데이터를 송수신하는 루틴을 소화했다는 사실이 자랑스럽습니다. 우리는 끊임없이 성능을 개선하고 기능을 추가하며 이 새로운 심우주 통신에 익숙해졌고, 기술의 한계를 뛰어넘었습니다." 또 다른 실험에서는 캘리포니아주 바스토우 인근 딥 스페이스 네트워크 골드스톤 단지에 있는 실험용 무선 주파수-광학 "하이브리드" 안테나 로 데이터를 다운 링크했습니다. 이 안테나에는 직경이 거울 배열이 추가로 장착되어, 사이키로부터 무선 주파수와 광 신호를 동시에 수신할 수 있었습니다. 이 프로젝트는 또한 칼텍의 팔로마 천문대와 테이블 마운틴의 1미터 망원경을 사용하여 프시케에서 동일한 신호를 수신했습니다. "배열"이라고 알려진 이 작업은 일반적으로 무선 안테나를 사용하여 약한 신호를 더 잘 수신하고 시스템의 중복성을 구축하는 데 사용됩니다. 프로그램 부국장 케빈 코긴스는 "우주 탐사가 계속 발전함에 따라 데이터 전송 요구도 커지고 있습니다."라고 말했습니다. "미래의 우주 임무는 우주비행사들이 달과 화성에서 지구로 고해상도 이미지와 계측 데이터를 전송해야 할 것입니다. 기존 무선 주파수 통신 역량에 광 통신의 강력함과 이점을 더함으로써 나사는 이러한 새로운 요구 사항을 충족할 수 있을 것입니다. 이 시연은 앨라배마주 헌츠빌에 있는 마셜 우주 비행 센터에서 관리하는 우주기술임무국의 기술시범임무 프로그램과 우주운영임무국 산하의 프로그램의 지원을 받아 진행된 일련의 광통신 실험 중 가장 최근의 실험입니다. 사이키임무는 애리조나 주립대학교가 주도하고 있으며, 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 린디 엘킨스 탠튼이 책임 연구원입니다. 캘리포니아주 패서디나에 있는 칼텍이 관리하는 제트추진연구소가 이 임무의 전반적인 관리를 담당합니다.