8月8日,NASA宣布将于今年10月启动深空激光通信(DSOC)项目,该项目将测试激光如何加快数据传输速度,激光将远远超过目前太空中使用的射频系统的能力。
届时,NASA将使用“普赛克”(Psyche)飞船搭载DOSC近红外激光收发器发射升空,并抵达一颗富含金属的小行星中。按照计划,NASA将在两年时间内使用DOSC收发器与南加利福尼亚州的两个地面站进行通信操作演示,测试高灵敏度探测器、激光发射器和解码收发器从深空中发送信号的可行性。喷气推进实验室的DSOC项目技术专家Abi Biswas表示,DSOC项目旨在于深空中展示比传统通信链路高10-100倍的数据回传能力,或将成为改进太空通信能力的革命性技术。
“普赛克”上搭载的收发器采用了几项新技术,包括一个从未飞行过的光子计数相机,该相机连接在航天器侧面突出的8.6英寸(22厘米)口径望远镜上。收发器将自动扫描并“锁定”到由位于加州的光通信望远镜实验室传输的高功率近红外激光上行链路上。激光上行链路还将演示向收发器发送命令。
一旦“锁定”上行激光,收发器将定位200英寸(5.1米)Hale望远镜,该望远镜位于加州理工学院的帕洛马天文台。然后,收发器将使用其近红外激光器将高速数据传输到帕洛马天文台。航天器的振动可能会使激光偏离目标,而将收发器连接到“普赛克”上的最先进的支柱将会抑制这种振动。
为了接收来自DSOC收发器的高速率下行激光,Hale望远镜安装了一种新型超导纳米线单光子探测器组件。该组件是低温冷却的,因此可以检测到单个入射激光光子并记录其到达时间。
脉冲传输过程中,激光必须行进超过2亿英里(3亿公里)才能探测到微弱的信号,并对其进行处理以提取信息。
距离遥远,对技术演示又提出了另一个挑战:“普赛克”在太空中穿行得越远,光子到达目的地所需的时间就越长,从而产生长达数十分钟的延迟。当激光光子行进时,地球和航天器的位置将不断变化,因此需要补偿这种滞后。