In diesem Sommer erreichte die NASA einen Meilenstein in der Weltraumkommunikation, indem sie ein Lasersignal in Rekordentfernung durch den Weltraum schickte. Dieser mit der Psyché-Sonde durchgeführte Test stellt einen Fortschritt in der optischen Kommunikation dar. Es zeigt, dass diese Technologie bei den anspruchsvollsten Weltraummissionen bald die herkömmlichen Funkfrequenzen ersetzen könnte.
Ein Laser, um schneller und weiter zu kommunizieren
Die herkömmliche Weltraumkommunikation basiert auf Funkfrequenzen, die nur über begrenzte Möglichkeiten zur Datenübertragung verfügen. DER Laser ist hingegen in der Lage, eine Datenmenge von bis zu transportieren hundertmal größerwas die schnelle Übertragung wissenschaftlicher Daten, hochauflösender Videos und komplexer Bilder ermöglicht.
Durch den Einsatz von Lasern hofft die NASA, die Kommunikationsmöglichkeiten von Missionen zu entfernten Zielen zu revolutionieren. Mit einer solchen Technologie könnten bemannte Missionen beispielsweise große Datenmengen senden und empfangen, die für wissenschaftliche Studien und die tägliche Kommunikation der Besatzung unerlässlich sind.
Um diesen Ansatz im Weltraum zu testen, installierte die US-Behörde einen fortschrittlichen Laser-Transceiver auf der Psyche-Sonde, deren Hauptaufgabe darin besteht, einen einzelnen metallischen Asteroiden im Hauptgürtel zwischen Mars und Jupiter zu untersuchen.
Mittlerweile werden zwei Bodenstationen, die mit einem leistungsstarken Sieben-Kilowatt-Laser ausgestattet sind, das Palomar-Observatorium von Caltech in Kalifornien und eine JPL-Einrichtung am Tafelberg in der Nähe von Wrightwood, für die Kommunikation mit dem Gerät verwendet. Die erste Station dient als Empfangspunkt für Psyches Laser, während die zweite Lasersignale an die Sonde sendet. Dieses System ermöglicht es, die Laserkommunikation über sehr große Entfernungen unter äußerst präzisen Bedingungen zu testen.
Beeindruckende Übertragungsgeschwindigkeiten
Das DSOC-Team testete von Beginn seiner Mission an die Fähigkeit der Sonde, Daten mittels Laserkommunikation zu übertragen. Die erste Testreihe wurde durchgeführt, als sich Psyche in einer Entfernung von 100 Metern befand 53 Millionen Kilometer der Erde, vergleichbar mit der kürzesten Entfernung zwischen Erde und Mars. In dieser Entfernung erreichte die Sonde eine maximale Übertragungsrate von 267 Megabit pro Sekundeeine Geschwindigkeit, die der einer Hochgeschwindigkeits-Internetverbindung ähnelt.
Mit zunehmender Entfernung der Sonde nahm die Übertragungsgeschwindigkeit natürlich ab, blieb aber beeindruckend. Im Juni 2024, während Psyche bei war 390 Millionen Kilometer der Erde, also etwa das Zweieinhalbfache der Entfernung zwischen Erde und Sonne, sorgte es für einen stabilen Fluss 6,25 Megabit pro Sekundemit Spitzenwerten bei 8,3 Megabit pro Sekunde. Diese Leistungen bleiben bestehen weit oben von denen, die ein Funksystem mit vergleichbarer Leistung über eine solche Entfernung bieten könnte.
Dann wurde im Juli 2024 ein wichtiger Meilenstein erreicht. Das DSOC-Team hätte tatsächlich während ihres Aufenthalts eine Laserkommunikation mit Psyche aufgebaut 460 Millionen Kilometer von der Erde entfernt.
« Eines unserer Hauptziele bestand darin zu überprüfen, ob der Rückgang der Datenrate der Regel des umgekehrten Quadrats der Entfernung folgte. », erklärt Abi Biswas, Projektleiter. „ Wir haben diesen Grundsatz bestätigt “. Insgesamt fast elf Terabit Daten wurden in dieser ersten Phase der Mission ausgetauscht. Ein nächster Test ist für November geplant.
