NASAs første bruk av lasere for å sende tilbake 15 sekunder med sanntids HD-video fra verdensrommet

I følge NASA (NASA) siste nyheter, i teknologidemonstrasjonen 11. desember, brukte NASA for første gang lasere fra jorden rundt 31 millioner kilometer (omtrent 80 ganger avstanden mellom jorden og månen) fra verdensrommet til sende tilbake en del av ultra-high-definition streaming video.
Videoen viser en livlig oransje tabby-katt ved navn Taters som jager etter et laserpunkt i bevegelse. Det markerer også en historisk milepæl – selv om forskere tidligere har brukt lasere til å overføre signaler mellom bane nær jorden og månen, er dette første gang teknologien er demonstrert i det store rommet.
NASA-nestleder Pam Melroy sa: "Denne prestasjonen understreker vår forpliktelse til å fremme optisk kommunikasjon som et nøkkelelement for å møte fremtidige behov for dataoverføring. Økt båndbredde er avgjørende for å nå våre fremtidige utforsknings- og vitenskapsmål, og vi ser frem til at denne teknologien skal innledes fortsatte fremskritt og transformerer måten mennesker kommuniserer på på fremtidige interplanetariske oppdrag."
Spesifikke operasjonelle prosedyrer og mål
Eksperimentet er designet for å overføre video med svært høy båndbredde og andre data fra verdensrommet, og dermed muliggjøre fremtidige menneskelige oppdrag utenfor bane nær jorden. Demonstrasjonen overførte totalt 15 sekunder med testvideo gjennom et sofistikert instrument kalt en flight laser transceiver. Videosignalet ble sendt med systemets maksimale bithastighet på 267 megabit per sekund (Mbps) og returnerte til slutt til jorden på 101 sekunder.
Instrumentet var i stand til å sende og motta nær-infrarøde signaler og avfyrte en kodet nær-infrarød laser ved Hale-teleskopet ved Caltechs Palomar Observatory i San Diego County, California, hvor det vellykket lastet ned filen.
Hver ramme av looping-videoen ble deretter sendt i "sanntid" til NASAs Jet Propulsion Laboratory i Sør-California, hvor den ble sendt i sanntid.
Laserkommunikasjonsdemonstrasjonen ble lansert 13. oktober i forbindelse med NASAs Psyche-oppdrag, som NASA håper vil gjøre det i stand til å overføre data fra verdensrommet 10 til 100 ganger raskere enn den toppmoderne radiokommunikasjonsteknologien som er i bruk. Teknologidemonstrasjonen vil sende høye datahastighetssignaler til den røde planeten, den fjerneste planeten fra jorden, mens Psych reiser til hovedasteroidebeltet mellom Mars og Jupiter. I prosessen baner det vei for fremtidig kommunikasjon med høy datahastighet som sender kompleks vitenskapelig informasjon, høyoppløselige bilder og video for å støtte menneskehetens neste gigantiske sprang: å sende mennesker til å leve på Mars.
"Et av målene er å demonstrere evnen til å overføre bredbåndsvideo over millioner av miles. det er ingen videodata generert på Psyche, så vi sender vanligvis tilfeldig genererte testpakker," sa Bill Klipstein, programleder for teknologidemonstrasjoner ved NASAs Jet. Fremdriftslaboratorium. "Men for å gjøre denne betydningsfulle begivenheten enda mer minneverdig, bestemte vi oss for å samarbeide med designerne ved Jet Propulsion Laboratory for å lage en morsom video som fanger essensen av demonstrasjonen som en del av Psych-oppdraget."
Katt- og kattevideo fra verdensrommet
Taters, en tigerkatt, blir sett jakte på en laserflekk i bevegelse, kjæledyret til en ansatt i Jet Propulsion Laboratory, i denne korte, ultrahøyoppløselige videoen som ble lastet opp før lanseringen, og som har overliggende grafikk. Bildene viser flere parametere for teknologidemoen, som Psychs banebane, kuppelen til Palomar-teleskopet og teknisk informasjon om laseren og dens databithastighet. I tillegg vises hjertefrekvensen, fargen og rasen til Tater-katter og kattunger i sanntid.
"Til tross for overføring fra millioner av miles unna, er den i stand til å sende video raskere enn de fleste bredbåndsinternettforbindelser," sa Ryan Rogalin fra Jet Propulsion Laboratory, som er prosjektets leder for mottakerelektronikk. "Faktisk, etter at videoen er mottatt på Palomar, sendes den til Jet Propulsion Laboratory over Internett, en tilkobling som er tregere enn signaler fra det store rommet. Designlaboratoriet ved Jet Propulsion Laboratory gjorde en fantastisk jobb med å hjelpe oss med å demonstrere teknologien - og alle elsket taterne."
Det er en historie bak valget av denne kattevideoen for himmelen: siden 1928 har en populær tegneseriefigur, Garfield, dukket opp på TV-testsendinger. I dag er "Garfield"-videoer og uttrykksikoner fortsatt populære på Internett. Magien med å flytte laserprikker for katter skaper enda flere morsomme øyeblikk for dyrevenner!
Den ene milepælen etter den andre
Denne siste milepælen følger realiseringen 14. november av nøkkelnoden "første lys" for laserkommunikasjon i verdensrommet. Systemet er nå på god vei til å verifisere raskere datanedkoblingshastigheter og forbedre pekenøyaktigheten under ukentlige kontroller. om kvelden den 4. desember demonstrerte prosjektet downlink-bithastigheter på 62,5 Mbps, 100 Mbps og 267 Mbps, som kan sammenlignes med nedlastingshastigheter for bredbåndsinternett. Totalt lastet teamet ned 1,3 terabit med data i løpet av denne perioden.
Deep-space optisk kommunikasjonsdemonstrasjon er den siste i en serie med optisk kommunikasjonsdemonstrasjoner finansiert av Technology Demonstration Mission (TDM)-programmet under NASAs Space Technology Mission Council og støttet av SCaN (Space Communications and Navigation)-programmet innenfor NASAs Space Operations Mission Råd.