«ناسا» تستعد لاختبار ليزر جديد لتسريع الاتصالات من خلال الفضاء

بعد تأخير لمدة عامين، سيكون اختبار الليزر للاتصالات (LCRD) جاهزًا للإطلاق في موعد لا يتجاوز 4 ديسمبر. وسوف ينطلق إلى الفضاء على متن صاروخ أطلس 5 التابع لتحالف الإطلاق المتحد على متن برنامج اختبار الفضاء التابع لوزارة الدفاع. (STPSat-6).
حيث تم تأجيل مهمة الإطلاق، من محطة كيب كانافيرال للقوة الفضائية في فلوريدا ، بسبب العديد من المشكلات منذ الهدف الأولي للمهمة في عام 2019.
قال بدري يونس، نائب المدير المساعد لبرنامج الفضاء للاتصالات والملاحة التابع لوكالة ناسا، للصحفيين عن اختبارالليزر خلال مؤتمر عبر الهاتف يوم الثلاثاء (16 نوفمبر): "إن هذه التكنولوجيا بالغة الأهمية من نواحٍ عديدة".
حيث تقول الوكالة إن أشعة الليزر ستسمح بإرسال بيانات أكثر من 10 إلى 100 مرة إلى الأرض مقارنة باستخدام ترددات الراديو، الأمر الذي سيلبي احتياجات وكالة ناسا واضافة المزيد من المعلومات التجارية من خلال الفضاء.
وأشار يونس إلى أن تحويل المهام إلى استخدام الليزر سيؤدي أيضًا إلى تجنب مشاكل الازدحام التي يعاني منها طيف الترددات الراديوية؛ وقد تسارعت هذه المشكلة بسبب تزايد أعداد الأقمار الصناعية الضخمة في مدار أرضي منخفض.
ولن يصل مدى الاختبار التجريبي الى مسافة بعيدة مثل القمر ، لكنه سيسافر إلى مدار متزامن مع الأرض على ارتفاع 22.236 ميلًا (35786 كيلومترًا) لاختبار اتصالات الليزر لمدة عامين على الأقل. ويأتي العرض بعد اختبارات وكالة أخرى لتكنولوجيا الليزر في السنوات الأخيرة حيث تسعى ناسا لاستخدامه من خلال رواد الفضاء في نهاية المطاف.
وربما كانت أشهر هذه المهام في عام 2013 ، عندما حطم العرض التوضيحي لاتصالات الليزر القمري - الطيران على متن مركبة فضائية ناسا الغلاف الجوي القمري وبيئة الغبار (LADEE) - سجلات السرعة عن طريق إرسال البيانات مرة أخرى من القمر بسرعة 600 ميغا بت في الثانية. قضى LADEE سبعة أشهر في مدار حول القمر يدرس الغبار القمري قبل أن يصطدم بالسطح عمدًا.
لاحظ مسؤولو ناسا أن المهمة الجديدة ستكون أطول بكثير من الجهود الموجزة الأخرى الناجحة، مثل تجربة الحمولة الضوئية ل Lasercomm Science (OPALS) لمحطة الفضاء الدولية (OPALS) لمدة أربعة أشهر في عام 2014 ، أو عرض توضيحي قصير على CubeSat في عام 2017 بما يسمى الاتصالات البصرية وعرض أجهزة الاستشعار (OCSD).
"ولن يوفر هذا النظام الجديد معدلات نقل بيانات أعلى فحسب، بل سيحسِّن ما نسميه SWAP - أو الحجم والوزن والقوة سيكون أصغر حجمًا، ووزنًا أقل، وسيستخدم طاقة أقل من أحدث التقنيات، ولكن الوصول إلى يوم الإطلاق لن يكون رحلة سهلة بأي حال من الأحوال. حيث تمت الموافقة لأول مرة في عام 2011 ، وقد دعت الخطط المبكرة إلى إطلاق جهاز عرض الليزر على وسائل اتصالات تجارية طورتها شركة Space Systems / Loral. لكن المهمة كانت تواجه رياحًا معاكسة قوية بحلول عام 2018.
وفي ذلك العام، حذر مكتب المساءلة الحكومية من أن البعثة كانت مطالبة بالفعل بتغيير تصميمها وجدولها الزمني والمركبة الفضائية المضيفة المخطط لها بسبب "تغييرات النطاق وكذلك نقص التمويل في السنوات السابقة".
وفي عام 2019، أشار تقرير جديد لمكتب المساءلة الحكومية (GAO) انه قد تم مواجهة تحديات تقنية في تجديد حافلة المركبة الفضائية الحالية لتلبية متطلبات أحد الحمولات الأخرى غير التابعة لوكالة ناسا"، وكان من المتوقع أن تدفع جميعها عملية الإطلاق. حتى أغسطس 2020 على الأقل.
ثم اندلعت جائحة الفيروس التاجي في مارس 2020، مما أدى إلى إجراءات الحجر الصحي وسلسلة التوريد التي لا تزال قائمة حتى اليوم في جميع أنحاء صناعة الفضاء. علاوة على ذلك، كانت هناك متطلبات جديدة مرتبطة بالانتقال إلى حمولة تستضيفها قوة الفضاء الأمريكية، حسبما قال مسؤولو ناسا خلال المؤتمر الصحفي يوم الاثنين. وأضافوا، مع ذلك، أنه لا توجد مشكلة واحدة أدت إلى تأخير التجربة
وربما كان أحد الآثار الجانبية غير المتوقعة للانتظار هو النمو الهائل في كوكبة SpaceX Starlink ، التي بدأت في اختبار نظام اتصالات الليزر الخاص بها بين الأقمار الصناعية بدءًا من يناير. وقال مسؤولو ناسا في المؤتمر إن المحطات الطرفية على Starlink غير متوافقة، لذلك لن يكون هناك اندفاع بين الأنظمة التي يمكنهم توقعها.
ولكن المزيد من أختبارت الليزر ستتم من خلال وكالة ناسا قريبًا. ومن المتوقع أن تختبر بعثة Artemis 2 المأهولة التي تدور حول القمر ، والتي تستهدف الآن عام 2024 ، نظام الاتصالات الضوئية للمركبة الفضائية Orion لإرسال ردود فعل فيديو فائقة الوضوح إلى الأرض. (للمقارنة وقد استخدم البث الشهير لعيد الميلاد عام 1968 لأبولو 8 الذي يدور حول القمر كاميرا تليفزيونية "مسح بطيء" بالأبيض والأسود قادرة على إرسال 10 إطارات في الثانية ، كما تقول ناسا).
وستتحرك الاتصالات بالليزر أيضًا في النظام الشمسي، خلال السنة الأولى من مهمة Psyche للتحقيق في كويكب معدني يسمى أيضًا Psyche. بعد إطلاق المهمة في عام 2022، وسيكون أمام المحققين عام لاختبار حمولة اتصالات الفضاء العميق. وقالت ناسا إن الحمولة ستساعد في معرفة المشكلات المحتملة مثل "تحديد المسافة القصوى" من الفضاء السحيق.