การสื่อสารด้วยแสงห้วงอวกาศ (DSOC): NASA ทดสอบเลเซอร์  

วิทยุ ความถี่ตามความลึก ช่องว่าง การสื่อสารเผชิญกับข้อจำกัดเนื่องจากแบนด์วิธต่ำและความต้องการอัตราการส่งข้อมูลที่สูงเพิ่มขึ้น ระบบที่ใช้เลเซอร์หรือออปติคัลมีศักยภาพที่จะทำลายข้อจำกัดในการสื่อสาร นาซา ได้ทดสอบการสื่อสารด้วยเลเซอร์ในระยะไกลสุดขีดและสาธิตการสื่อสารที่มีแบนด์วิธสูงในระดับลึก ช่องว่าง เมื่อมันฉายวิดีโอความละเอียดสูงพิเศษมายังโลกด้วยเลเซอร์จากระยะทาง 32 ล้านกม. จากยานอวกาศไซคีซึ่งปัจจุบันกำลังเดินทางผ่านความลึก ช่องว่าง ไปจนถึงดาวเคราะห์น้อย Psyche ที่อุดมด้วยโลหะซึ่งอยู่ในแถบดาวเคราะห์น้อยระหว่างนั้น ดาวอังคาร และดาวพฤหัสบดี นี่เป็นการสาธิตการสื่อสารด้วยแสงครั้งแรกนอกเหนือจากดวงจันทร์ ลึก ช่องว่าง เสาอากาศเครือข่าย (DSN) ได้รับทั้งสองอย่าง วิทยุ ความถี่และสัญญาณเลเซอร์อินฟราเรดใกล้  

ลึก ช่องว่าง การสื่อสารส่วนใหญ่ดำเนินการโดยใช้ความถี่วิทยุ อย่างไรก็ตาม ระบบที่ใช้คลื่นความถี่วิทยุไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านการสื่อสารในปัจจุบันและอนาคตได้ ช่องว่าง ในมุมมองของแบนด์วิธที่จำกัดและความต้องการอัตราการส่งข้อมูลที่สูงมากขึ้นเรื่อยๆ  

ในทางกลับกัน การสื่อสารด้วยเลเซอร์หรือออปติคัลมีข้อดีหลายประการในแง่ของแบนด์วิธขนาดใหญ่ ลิงก์ที่มีอัตราข้อมูลสูง และเทอร์มินัล SWaP (ขนาด น้ำหนัก และพลังงาน) ต่ำ มีศักยภาพในการเพิ่มอัตราข้อมูล 10 ถึง 100 เท่าของความจุของระบบวิทยุที่ซับซ้อนที่สุดที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน จึงสามารถทำลายข้อจำกัดในการสื่อสารได้ ด้วยเหตุนี้ การสื่อสารแบบออปติคอลขั้นสูงจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความลึกที่มีความจุสูง ช่องว่าง การสื่อสารที่สามารถตอบสนองความต้องการการส่งข้อมูลระหว่างดาวเคราะห์ในอนาคต   

ลึก ช่องว่าง การทดลองการสื่อสารด้วยแสง (DSOC) เป็นการสาธิตเทคโนโลยีเพย์โหลดบนยานอวกาศ Psyche ซึ่งกำลังเดินทางผ่านความลึก ช่องว่าง สู่อุดมด้วยโลหะ ดาวเคราะห์ Psyche ตั้งอยู่ในแถบดาวเคราะห์น้อยระหว่าง ดาวอังคาร และดาวพฤหัสบดี ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2023 ได้มีการสาธิตการสื่อสารแบนด์วิธสูงแบบเจาะลึก ช่องว่าง เมื่อมันฉายวิดีโอความละเอียดสูงพิเศษมายังโลกผ่านเลเซอร์จากห้วงอวกาศลึก 32 ล้านกิโลเมตร นี่เป็นการสาธิตการสื่อสารด้วยแสงครั้งแรกนอกเหนือจากดวงจันทร์   

ลึก ช่องว่าง เครือข่าย (DSN) คือเครือข่ายสิ่งอำนวยความสะดวกที่ตั้งอยู่ในส่วนต่างๆ ของโลกเพื่อสื่อสารกับยานอวกาศที่อยู่ห่างไกลที่สำรวจระบบสุริยะ เสาอากาศทดลองของเครือข่ายนี้ได้รับทั้งสัญญาณวิทยุและเลเซอร์ที่ส่งมาจากยานอวกาศ Psyche ในห้วงอวกาศ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าเสาอากาศ DSN ซึ่งปัจจุบันสื่อสารกับยานอวกาศผ่านสัญญาณวิทยุสามารถติดตั้งเพิ่มเติมสำหรับการสื่อสารด้วยเลเซอร์ได้  

*** 

อ้างอิง:  

1. Karmous S. , et al 2022 การสื่อสารด้วยแสงจะกำหนดอนาคตของการสื่อสารในห้วงอวกาศได้อย่างไร สำรวจ. พิมพ์ล่วงหน้า arXiv ดอย: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.04933 

2. โรบินสัน บีเอส, 2023. การสื่อสารด้วยแสงเพื่อการสำรวจอวกาศและวิทยาศาสตร์. การประชุมการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง 2023 

3. การสาธิตเทคโนโลยีของ NASA สตรีมวิดีโอแรกจากห้วงอวกาศผ่านเลเซอร์ โพสต์เมื่อ 18 ธันวาคม 2023 มีจำหน่ายที่ https://www.nasa.gov/directorates/stmd/tech-demo-missions-program/deep-space-optical-communications-dsoc/nasas-tech-demo-streams-first-video-from-deep-space-via-laser/ 

4. นาซ่า ข่าว – เสาอากาศทดลองใหม่ของ NASA ติดตามเลเซอร์ห้วงอวกาศ โพสต์เมื่อ 08 กุมภาพันธ์ 2024 มีจำหน่ายที่ https://www.nasa.gov/technology/space-comms/deep-space-network/nasas-new-experimental-antenna-tracks-deep-space-laser/ 

5. การสื่อสารด้วยแสงห้วงอวกาศ (DSOC) https://www.nasa.gov/mission/deep-space-optical-communications-dsoc/ 

6. ภารกิจไซคี https://science.nasa.gov/mission/psyche/  

7. เครือข่ายห้วงอวกาศของนาซ่า (DSN) https://www.jpl.nasa.gov/missions/dsn  

***