أول تجربة ليزر ثنائية الاتجاه ناجحة أجرتها وكالة ناسا تمثل قفزة هائلة لاتصالات القمر والمريخ

[عبدالله أسحاق]

نجحت وكالة ناسا في نقل البيانات بين الأرض ومركبتين فضائيتين باستخدام الليزر، لتكمل تجربة رائدة يمكن أن تساعد في البعثات المستقبلية إلى عوالم أخرى.

أكملت وكالة ناسا أول وصلة ليزرية لها مع نظام ترحيل ليزري في المدار، مما يمثل تقدمًا كبيرًا في تكنولوجيا الاتصالات الفضائية.

إن العرض الناجح لاتصالات الليزر ثنائية الاتجاه في 5 ديسمبر بين أطراف الليزر في مدارات مختلفة يمكن أن يوفر أساسًا لاتصالات أسرع بين الأرض والقمر أو حتى أبعد من ذلك.

لقد استغرق إعداد التجربة سنوات. تم تسليم حمولة مودم المستخدم ومحطة مكبر الصوت المدمجة ذات المدار الأرضي المنخفض (ILLUMA-T) إلى محطة الفضاء الدولية (ISS) في 9 نوفمبر، حيث حلقت على متن صاروخ SpaceX Falcon 9 كجزء من مهمة خدمات إعادة الإمداد التجارية التاسعة والعشرين لناسا.

بعد التثبيت في المنشأة المكشوفة لوحدة التجربة اليابانية، أجرى المهندسون اختبارات للتأكد من أداء ILLUMA-T. تم بعد ذلك استخدام ILLUMA-T للتواصل مع القمر الصناعي الخاص ببيانات ترحيل الاتصالات بالليزر (LCRD) التابع لناسا، والذي تم إطلاقه في عام 2021 ويعمل على ارتفاعات عالية في المدار الثابت بالنسبة للأرض.

تم إطلاق عرض ترحيل الاتصالات بالليزر (LCRD) في ديسمبر 2021. وستكمل LCRD وILLUMA-T معًا أول نظام اتصالات ليزر ثنائي الاتجاه من طرف إلى طرف تابع لناسا.

بينما تدور محطة الفضاء الدولية على ارتفاع حوالي 230-275 ميلاً (370-460 كيلومترًا) فوق الأرض، فإن LCRD يدور على ارتفاع 22236 ميلًا (35786 كيلومترًا) فوق خط الاستواء. تسمح هذه الفجوة بإجراء اختبار لمسافات طويلة لاتصالات الليزر.

تستخدم اتصالات الليزر، والمعروفة أيضًا باسم الاتصالات البصرية، ضوء الأشعة تحت الحمراء بدلاً من موجات الراديو التقليدية لإرسال واستقبال الإشارات. تسمح أطوال موجات الليزر بالأشعة تحت الحمراء الأقصر بكثير بإرسال كميات أكبر بكثير من المعلومات مع كل إرسال مقارنة بالأطوال الموجية الأطول للراديو.

وتشمل التحديات المحاذاة الدقيقة لأجهزة الإرسال والاستقبال وجعل المكونات صغيرة وخفيفة وموفرة للطاقة بما يكفي للاستخدام في الفضاء.

ينتمي كل من ILLUMA-T وLCRD إلى برنامج ناسا للاتصالات والملاحة الفضائية (SCaN). إن استخدام اتصالات الليزر يزيد بشكل كبير من كفاءة نقل البيانات ويمكن أن يؤدي إلى تسريع وتيرة الاكتشافات العلمية، وفقا لبيان وكالة ناسا.

"لن تقوم اتصالات الليزر بإرجاع المزيد من البيانات من المهمات العلمية فحسب، بل يمكن أن تكون بمثابة رابط ناسا الحيوي ثنائي الاتجاه لإبقاء رواد الفضاء على اتصال بالأرض أثناء استكشافهم للقمر والمريخ وما بعده،" الدكتور جيسون ميتشل، مدير SCaN's قسم تكنولوجيا الاتصالات والملاحة المتقدمة.

وأضاف ديفيد إسرائيل، مهندس الاتصالات والملاحة الفضائية في وكالة ناسا: "إننا نقوم الآن بإجراء عروض توضيحية وتجارب تشغيلية ستسمح لنا بتحسين ضخ التكنولوجيا التي أثبتت جدواها في مهامنا لتحقيق أقصى قدر من الاستكشاف والعلم لدينا".