Нoвaя кoммуникaциoннaя лaзeрнaя систeмa, устaнoвлeннaя нe тaк дaвнo нa Мeждунaрoднoй кoсмичeскoй стaнции, мoжeт прoизвeсти тaкую жe рeвoлюцию в oблaсти кoсмичeскoй связи, кaк и рeвoлюция, кoтoрaя произошла в области наземных коммуникаций, за короткий период шагнувших от крайне медленных технологий dial-up к высокоскоростным оптоволоконным сетям.
Лазерная система Optical Payload for Lasercomm Science (OPALS), которая установлена на внешних конструкциях космической станции и которая является весьма перспективной альтернативой традиционным средствам радиосвязи, была не раз и не два протестирована, демонстрируя каждый раз высочайшую скорость передачи информации, высокую стабильность и экстремально низкий уровень возникновения ошибок передачи.
«Система OPALS послужила демонстрацией того, что космические коммуникационные лазерные системы являются весьма практичными, обеспечивая все возрастающие потребности в скоростях передачи и получения информации из космоса» — рассказывает Мэтью Абрэхэмсон (Matthew Abrahamson), член миссии OPALS со стороны Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения (NASA Jet Propulsion Laboratory).
«В качестве дополнительного «бонуса» испытания системы принесли нам много данных, касающихся физики и особенностей процессов распространения лучей лазера в космосе, в атмосфере Земли и на границе между этими двумя средами.
Мы надеемся, что дальнейшая работа над этой технологией позволит нам создать системы высокоскоростной космической связи, которые смогут связать Землю с космическими аппаратами, находящимися несравнимо дальше околоземной орбиты. И эти системы имеют огромный шанс стать заменой существующей устаревшей системе дальней космической связи, использующей радиоволны».
Оборудование системы OPALS было доставлено на борт космической станции в апреле этого года при помощи грузового космического корабля SpaceX Dragon. Для минимизации влияния атмосферных возмущений и помех в системе OPALS используются 4 отдельных лазера, передающих одну и ту же информацию в направлении приемника от наземной станции Optical Communications Telescope Laboratory’s, находящейся в обсерватории Table Mountain Observatory в горах в Калифорнии.
Следующим большим шагом дальнейшего развития системы OPALS и технологии в целом станет ее оснащение системой адаптивной оптики, которая позволит компенсировать помехи и искажения, вносимые в сигнал атмосферными явлениями. «4 луча лазера протягиваются с Земли через небо к космической станции.
Такого порядка маяк достаточно легко заметить в темноте и при хорошей погоде. В дневное время, особенно при ярком солнечном свете это сделать гораздо труднее. Но мы сейчас работаем над этой задачей и вскоре успешно решим ее при помощи нового специализированного программного обеспечения системы, разработка которого ведется в настоящее время» — рассказывает Мэтью Абрэхэмсон.
В качестве примера скорости работы системы OPALS можно привести следующее — в июле, ко дню посадки космического аппарата Apollo на Луну в 1969 году, на космическую станцию было передано высококачественное видео процесса посадки.
Передача видео заняла всего 7 секунд, в то время, как при помощи системы радиосвязи для того этого потребовалось бы около 12 часов. Во время сеансов лазерной связи с Землей с космической станции передается в среднем от 200 до 300 мегабайт телеметрической и технической информации. Передача такого объема занимает около 20 секунд, в то время как обычным способом он передается за 3 часа.
«Теперь мы имеем возможность обновлять практически в режиме реального времени метеорологические карты и получать массу другой информации от разных спутников на околоземной орбите» — рассказывает Мэтью Абрэхэмсон, — «До того момента, когда мы начали использовать лазерную систему, мы испытали около дюжины разных методов.
Эти попытки имели недостаточный успех и ни один из методов не подошел для его использования на постоянной основе». Поскольку технология лазерной космической связи будет еще неоднократно совершенствоваться, она будет предоставлять и новые возможности.
А забегая еще дальше можно предположить, что лазерные космические коммуникации со временем протянутся и еще далее, к Марсу, где сейчас действует достаточно большая группировка космических аппаратов, и к другим ещё более далеким планетам, возле которых со временем в свою очередь появятся исследовательские аппараты.
