नासा ने ऑप्टिकल एंटेना के साथ सफलतापूर्वक प्रयोग किया, डीप स्पेस लेजर संचार में एक नया अध्याय खोला

हाल ही में, नासा ने घोषणा की कि उसके डीप स्पेस नेटवर्क (डीएसएन) में एक हाइब्रिड एंटीना ने "प्रोसेक" अंतरिक्ष यान से निकट-अवरक्त लेजर संकेतों को सफलतापूर्वक ट्रैक और डिकोड किया है।
इस प्रायोगिक एंटीना में न केवल आरएफ सिग्नल प्राप्त करने की क्षमता है, बल्कि ऑप्टिकल सिग्नल के रिसेप्शन और प्रसंस्करण को भी सफलतापूर्वक पूरा किया गया है, जो गहरे अंतरिक्ष लेजर संचार प्रौद्योगिकी के विकास के लिए नई संभावनाएं प्रदान करता है।
इस प्रयोग में, एंटीना ने अंतरिक्ष में अपनी उड़ान के दौरान साइकर अंतरिक्ष यान द्वारा उत्सर्जित आरएफ और निकट-अवरक्त लेजर संकेतों को सफलतापूर्वक लॉक कर दिया, जो ऑप्टिकल/लेजर संचार में संक्रमण के लिए डीएसएन के विशाल डिश एंटीना की क्षमता को प्रदर्शित करता है। यह परिवर्तन न केवल अंतरिक्ष अन्वेषण को बढ़ाएगा, बल्कि नेटवर्क आवश्यकताएं बढ़ने पर गहरे अंतरिक्ष नेटवर्क के लिए और अधिक मजबूत समर्थन भी प्रदान करेगा।
डीप स्पेस स्टेशन 13 नामक हाइब्रिड एंटीना, कैलिफोर्निया के बारस्टो के पास गोल्डस्टोन डीप स्पेस कम्युनिकेशंस सेंटर में स्थित है। नवंबर 2023 से, यह नासा के डीप स्पेस ऑप्टिकल कम्युनिकेशंस (डीएसओसी) प्रौद्योगिकी प्रदर्शन के लिए डाउनलिंक लेजर पर नज़र रख रहा है। इस प्रौद्योगिकी प्रदर्शन के लिए उड़ने वाला लेजर ट्रांसीवर एजेंसी के 13 अक्टूबर, 2023 को साइकर अंतरिक्ष यान के प्रक्षेपण पर है।
डीएसएन, डीएसओसी और साइके कार्यक्रम सभी दक्षिणी कैलिफोर्निया में नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (जेपीएल) द्वारा प्रबंधित किए जाते हैं। "प्रौद्योगिकी प्रदर्शन शुरू होने के कुछ ही समय बाद, हमारा हाइब्रिड एंटीना सफलतापूर्वक और विश्वसनीय रूप से डीएसओसी डाउनलिंक पर लॉक हो गया और साइकी रेडियो फ़्रीक्वेंसी सिग्नल को पकड़ लिया। यह हमारे पहले सिंक्रनाइज़ रेडियो और ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी डीप स्पेस संचार के लिए एक मील का पत्थर है।"
2023 के अंत में, हाइब्रिड एंटीना ने 20 मिलियन मील (32 मिलियन किलोमीटर) दूर पर्सेक अंतरिक्ष यान से 15.63 मेगाबिट प्रति सेकंड की दर से डेटा डाउनलोड किया, जो रेडियो-फ़्रीक्वेंसी संचार से लगभग 40 गुना तेज़ है। समान दूरी. 1 जनवरी, 2024 तक, एंटीना ने एक और टीम फोटो सफलतापूर्वक डाउनलोड कर ली थी, जिसे साइकर के लॉन्च से पहले डीएसओसी पर अपलोड किया गया था।
विशिष्ट तंत्र
लेज़र फोटॉनों का पता लगाने में सक्षम बनाने के लिए, हाइब्रिड एंटीना के अंदर सात अति-सटीक खंडित दर्पण लगाए गए हैं। ये दर्पण 3.{3}}फुट (1-मीटर) एपर्चर टेलीस्कोप के प्रकाश-संग्रहीत एपर्चर की नकल करते हैं, और जैसे ही लेजर फोटॉन एंटीना तक पहुंचते हैं, प्रत्येक दर्पण फोटॉन को प्रतिबिंबित करता है और उन्हें सटीक रूप से उच्च पर पुनर्निर्देशित करता है। एक्सपोज़र कैमरा. कैमरे द्वारा एकत्र किए गए लेजर संकेतों को फाइबर ऑप्टिक्स के माध्यम से क्रायोजेनिक रूप से ठंडा अर्धचालक नैनोवायर सिंगल-फोटॉन डिटेक्टर में प्रेषित किया जाता है, जिसे जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (जेपीएल) में माइक्रोडिवाइस प्रयोगशाला द्वारा डिजाइन और निर्मित किया गया था।
हाइब्रिड एंटीना कम्युनिकेशंस ग्राउंड सिस्टम के लिए जेपीएल के उप प्रबंधक और डिलीवरी मैनेजर बरज़िया तेहरानी ने कहा, "यह एक अत्यधिक संगत ऑप्टिकल सिस्टम है जो 34- मीटर लचीली संरचना पर बनाया गया है। हम दर्पण, सटीक सेंसर और कैमरों की एक प्रणाली का उपयोग करते हैं सक्रिय रूप से लेजर प्रकाश को गहरे स्थान से ऑप्टिकल फाइबर में संरेखित और निर्देशित करें जो डिटेक्टर तक पहुंचता है।"
उन्होंने यह भी खुलासा किया कि टीम को उम्मीद है कि भविष्य में एंटीना पृथ्वी से उसके सबसे दूर बिंदु (सूर्य से पृथ्वी की दूरी 2.5 गुना) पर मंगल ग्रह से निकलने वाले लेजर संकेतों का पता लगाने में सक्षम होगा। धातु-समृद्ध क्षुद्रग्रह साइकर की जांच के लिए साइकर जून में मंगल और बृहस्पति के बीच मुख्य क्षुद्रग्रह बेल्ट की यात्रा करते हुए इस दूरी तक पहुंचेगा।
ऐन्टेना पर सात-खंड दर्पण एक अवधारणा का प्रमाण है जो भविष्य में बहुत बड़े और अधिक शक्तिशाली 64-खंड दर्पण के उपयोग की अनुमति देगा - जो कि एक 26-फुट ({{) के बराबर है। 6}}मीटर) एपर्चर टेलीस्कोप।
बुनियादी ढांचा समाधान
डीएसओसी उच्च डेटा-दर संचार के लिए मार्ग प्रशस्त कर रहा है जो मानव जाति की अगली विशाल छलांग के समर्थन में जटिल वैज्ञानिक जानकारी, वीडियो और उच्च-परिभाषा इमेजरी प्रसारित करने में सक्षम है: मनुष्यों को मंगल ग्रह पर भेजना। प्रौद्योगिकी के एक हालिया प्रदर्शन ने बाहरी अंतरिक्ष से रिकॉर्ड बिट दर पर पहला अल्ट्रा-हाई-डेफिनिशन वीडियो सफलतापूर्वक प्रसारित किया है, जो गहरे अंतरिक्ष संचार में एक बड़ी सफलता है।
डीएसएन (डीप स्पेस नेटवर्क) की दुनिया भर में 14 साइटें हैं, जो कैलिफोर्निया, मैड्रिड और कैनबरा, ऑस्ट्रेलिया में स्थित हैं। ये हाइब्रिड एंटेना छोटे बैंडविड्थ डेटा, जैसे टेलीमेट्री डेटा (अंतरिक्ष यान स्वास्थ्य और स्थिति की जानकारी सहित) प्राप्त करने के लिए रेडियो फ्रीक्वेंसी द्वारा पूरक, ऑप्टिकल संचार का उपयोग करके बड़ी मात्रा में डेटा प्राप्त करने में सक्षम हैं।