ایستگاه زمینی ناسا که به‌منظور ارسال پیام با استفاده از لیزر به فضا ساخته شده، به‌تازگی توانسته اسک یک پیام را با موفقیت به فضاپیمایی در مدار ارسال کند. ارسال پیام با لیزر، نه‌تنها می‌تواند سرعت بیشتری به‌دنبال داشته باشد، بلکه انتقال حجم بیشتری از داده را هم فراهم می‌سازد.

اهمیت ارسال پیام به فضا با لیزر در چیست؟

ایستگاه «انتقال نوری داده با هزینه پایین» (LCOT) یکی از پروژه‌های ناسا در زمینه برقراری ارتباط با ماهواره‌ها و فضاپیماها است که از تجهیزات سخت‌افزاری تجاری با قیمت نسبتاً‌ پایین‌تر به نمونه‌های تحقیقاتی بهره می‌برد. ایستگاه مذکور با سرپرستی یک پژوهشگر ایرانی به‌تازگی موفق شده است تا اولین پیام لیزری را به پرتابه فضایی TBIRD ارسال کند. نام این پرتابه، مخفف عبارت «انتقال ترابایتی با مادون‌قرمز» است و اندازه‌‌ای در حد یک جعبه کفش دارد که چندی قبل، در مدار پایین زمین قرار داشته است. طبق اعلام ناسا، این پرتابه می‌تواند در نهایت، اطلاعات را با سرعت ۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه به زمین ارسال کند و داده‌های زیادی درباره جابه‌جایی پیام با لیزر در اختیار دانشمندان قرار دهد.

در اولین مخابره فضایی با استفاده از لیزر، ایستگاه LCOT ناسا موفق شد اشعه‌ای با شدت کافی جهت تشخیص توسط TBIRD را ایجاد نماید. پرتابه فضایی در مدار پس از تشخیص لیزر، اقدام به برقراری اتصال با زمین کرد که بیش از ۳ دقیقه به‌طول کشید. شایان‌ذکر است که برای ایجاد چنین اتصالی، باید دقت یک میلی‌رادیان را فراهم ساخت که برابر با هدف‌گیری دقیق برای جسم ۹۰ سانتی‌متری از فاصله ۸۸۰ متری است. البته تا پیش از این، ناسا موفق شده بود پیام‌های لیزری با حداکثر سرعت قابل دریافت توسط پرتابه مورد نظر را از فضا دریافت کند؛ اما تاکنون اتصال لیزری همزمان با شروع ارسال از زمین، برقرار نشده بود.

برای پی بردن به اهمیت اتصال ۳ دقیقه لیزری با فضا، باید به حجم قابل انتقال طی این مدت اشاره کرد. طبق داده‌های ناسا، اتصال TBIRD با ایستگاه LCOT در سطح زمین به مدت گفته‌شده، می‌تواند ۵ ترابایت اطلاعات را جابه‌جا کند که معادل ۲۵۰۰ ساعت ویدئو با کیفیت HD به‌شمار می‌رود. استفاده از لیزر، می‌تواند برقراری سریع‌تر ارتباط با فضاپیماهای دور دست را هم فراهم سازد. ناسا در برنامه SCaN در نظر دارد تا فناوری لیزر را در ماهواره‌های مدارهای بالاتر هم آزمایش کند. همچنین ماموریت آرتمیس ۲ هم از چنین اتصالی بهره خواهد برد که کاربردهای بالقوه چنین فناوری را آشکار می‌سازد.

تا پیش از این، ماموریت‌های فضایی با اتصال فرکانس‌های رادیویی انجام شده؛ اما پیشرفت فناوری باعث شده است تا سرعت آن، برای جابه‌جایی اطلاعات مورد نیاز دانشمندان کفایت نکند. طیف فروسرخ که برای ارسال پیام لیزری به فضا مورد استفاده قرار می‌گیرد، طول موج بسیار پایین‌تری دارد؛ در نتیجه می‌تواند حجم بیشتری از داده بر واحد زمان را منتقل کند. تیم توسعه ایستگاه LCOT در نظر دارد تا با افزایش دقت لیزرها، بتواند اتصالی با کیفیت بالاتر و پایداری بیشتر ایجاد کند تا در نهایت، توانایی لیزر به‌عنوان یک فناوری ارتباطی انقلابی را به اثبات برساند.

کمی درباره دکتر هاله صفوی، مهندس ایرانی ناسا

دکتر هاله صفوی، مهندس ارشد ارتباطاعات در ناسا و سرپرست تیم LCOT درباره اتصال فضایی اخیر گفته است:

موفقیت صورت‌گرفته، نشانه‌ای از کار سخت و مهارت کل تیم است. ما با تجهیزات ارتباطی بسیار پیچیده و حساس کار می‌کنیم که باید با دقت بالایی نصب شوند. نتیجه بدست آمده نیازمند نهایت بهینه‌سازی در زمینه برنامه‌ریزی و اجرا است.

شایان‌ذکر است که دکتر هاله صفوی، دکتری مهندسی الکترونیک خود را از دانشگاه مریلند در بالتیمور دریافت کرده است. وی در ابتدای کار با ناسا، روی توسعه مودم‌ها تمرکز داشته است که وظیفه پردازش داده‌های رادیویی در ماموریت‌های فضایی را برعهده دارند. تلاش‌های قبلی او در نهایت به بهبود سرعت انتقال داده بین زمین و ایستگاه فضایی منتهی شده بود. این بهبود، گام چشمگیری در انتقال داده‌های فضایی بود؛ زیرا با چهار برابر کردن سرعت اتصال به ایستگاه فضایی، توانست حداکثر سرعت ۶۰۰ مگابیت بر ثانیه را فراهم سازد.

خبرکاو