Die Demonstration der Deep Space Optical Communications (DSOC)-Technologie der NASA an Bord der NASA-Raumsonde Psyche bricht weiterhin Rekorde. Obwohl die Raumsonde zum Senden von Daten nicht auf optische Kommunikation angewiesen ist, hat die neue Technologie ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis gestellt, indem sie eine Kopie technischer Daten aus einer Entfernung von über 140 Millionen Meilen (226 Millionen Kilometern) gesendet hat, was dem 1,5-fachen der Entfernung zwischen Erde und Sonne entspricht.
Dies ist eine rekordverdächtige Leistung, die einen Einblick in die zukünftige Nutzung optischer Kommunikation durch Raumfahrzeuge gibt. Diese Technologie könnte die Kommunikation komplexer wissenschaftlicher Informationen, hochauflösender Bilder und Videos mit höheren Datenraten ermöglichen und so den nächsten großen Sprung der Menschheit unterstützen: die Entsendung von Menschen zum Mars.
Die Raumsonde startete am 13. Oktober 2023 und ist nun auf dem Weg zum Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, um den Asteroiden Psyche zu besuchen. Seine Laserkommunikationstechnologie ist darauf ausgelegt, Daten aus dem Weltraum mit Geschwindigkeiten zu übertragen, die 10 bis 100 Mal schneller sind als aktuelle Hochfrequenzsysteme, die für Weltraummissionen verwendet werden.
Die Demonstration der optischen Kommunikation der NASA hat gezeigt, dass sie Testdaten mit einer maximalen Rate von 267 Megabit pro Sekunde (Mbps) vom Nahinfrarot-Downlink-Laser ihres Fluglaser-Transceivers übertragen kann. Diese Geschwindigkeit ist vergleichbar mit der Download-Geschwindigkeit von Breitband-Internet, was sie zu einer spannenden Entwicklung für die Zukunft der Weltraumkommunikation macht.
Am 11. Dezember 2023 konnte die NASA ein 15-sekündiges Ultra-High-Definition-Video aus einer Entfernung von 19 Millionen Meilen auf die Erde übertragen, was etwa dem 80-fachen der Erde-Mond-Entfernung entspricht. Das Video wurde zusammen mit anderen Testdaten, einschließlich digitaler Versionen des von Psyche inspirierten Kunstwerks der Arizona State University, vor dem Start von Psyche im letzten Jahr auf den Fluglaser-Transceiver geladen.
Die Datenübertragungsrate des Raumfahrzeugs hat mit zunehmender Entfernung deutlich abgenommen. Während des Tests am 8. April konnte die Raumsonde Testdaten mit einer maximalen Geschwindigkeit von 25 Mbit/s übertragen, was deutlich über dem Mindestziel des Projekts von 1 Mbit/s liegt.
Darüber hinaus testete das Projektteam erfolgreich das optische Kommunikationssystem des Transceivers, indem es einen Teil derselben Daten an das Hale-Teleskop am Palomar-Observatorium von Caltech übermittelte und gleichzeitig die Daten über einen Hochfrequenzkanal an das Deep Space Network der NASA übermittelte.
Nach der Einführung von Psyche wurde die optische Kommunikationsdemo erstmals für den Downlink vorinstallierter Daten genutzt, darunter das berühmte Video „Taters the Cat“. Seitdem hat das Projekt gezeigt, dass der Transceiver Daten vom Hochleistungs-Uplink-Laser empfangen kann, der sich in der Table Mountain-Anlage des JPL in der Nähe von Wrightwood, Kalifornien, befindet.
In einem kürzlich durchgeführten „Turnaround-Experiment“ gelang es dem Projekt sogar, Daten an den Transceiver zu senden und diese dann noch in derselben Nacht zurück zur Erde zu senden und so eine Hin- und Rückreise von bis zu 280 Millionen Meilen (450 Millionen Kilometer) zu absolvieren. Neben den Testdaten übermittelte das Experiment auch digitale Haustierfotos an Psyche und zurück. Darüber hinaus wurden erhebliche Mengen der technischen Daten der Tech-Demo per Downlink übertragen, um die Eigenschaften der optischen Kommunikationsverbindung zu untersuchen.
