당신이 알아야 할 6가지

나사LCRD(레이저 통신 릴레이 데모)는 레이저 통신 시스템을 사용하여 우주에서 지구로 데이터를 전송합니다. 다음은 NASA의 혁신적인 LCRD 임무에 대해 알아야 할 6가지 사항입니다.

1. 레이저 통신은 NASA가 우주 안팎에서 정보를 얻는 방식을 바꿀 것입니다.

우주 탐사가 시작된 이래 NASA는 무선 주파수 시스템을 사용하여 우주 비행사 및 우주선과 통신해 왔습니다. 그러나 우주 임무가 더 많은 데이터를 생성하고 수집함에 따라 향상된 통신 기능에 대한 요구가 증가합니다. LCRD는 강점을 활용합니다. 레이저 접점, 전파 대신 적외선을 사용하여 정보를 인코딩하고 지구와 주고받는 정보를 전송합니다.

전파와 적외선 레이저 광파는 모두 스펙트럼의 다른 지점에서 파장을 가진 전자기 복사의 한 형태입니다. 임무는 과학 데이터를 전자기 신호로 인코딩하여 지구로 다시 보냅니다.

레이저 통신에 사용되는 적외선은 훨씬 더 높은 주파수에서 발생하므로 엔지니어가 각 전송에 더 많은 데이터를 담을 수 있다는 점에서 전파와 다릅니다. 데이터가 많을수록 공간에 대한 정보와 발견이 동시에 증가합니다.

적외선 레이저를 사용하여 LCRD는 초당 1.2기가비트(Gbps)의 속도로 지구 동기 궤도에서 데이터를 다시 지구로 보냅니다. 이 속도와 거리에서 1분 이내에 영화를 다운로드할 수 있습니다.

LCRD는 STP-3(Space Test Programme) 임무의 일환으로 국방부 우주선에 탑재된 탑재체로 비행할 것입니다. LCRD는 달과 그 너머에 대한 미래의 임무를 지원하기 위해 NASA의 레이저 통신 탐사를 계속할 것입니다. 출처: NASA 고다드 우주 비행 센터

2. 레이저 통신을 통해 우주선은 단일 다운링크에서 더 많은 데이터를 집으로 보낼 수 있습니다.

80년대 후반과 90년대 초반에 살았다면 지상파 인터넷의 전화 접속 속도를 기억할 것입니다. 우주선에 레이저 통신을 추가하는 것은 인류가 광섬유 네트워크와 같은 기술과 함께 고속 인터넷을 사용하는 것과 같습니다. 혁명입니다.

전파 대 광파. 크레딧: NASA

오늘날 우리의 가정 인터넷 연결을 통해 HD 비디오, 쇼 및 콘텐츠가 거의 즉시 화면에 도달할 수 있습니다. 이는 부분적으로 플라스틱 또는 유리 케이블을 통해 데이터가 밀집된 레이저 광을 전송하여 더 빠른 사용자 경험을 제공하는 광섬유 연결 때문입니다.

광섬유 케이블을 제외하고 동일한 개념이 우주선이 레이저 링크를 통해 고해상도 이미지와 비디오를 전송할 수 있도록 하는 우주 레이저 통신에 적용되고 있습니다.

레이저 통신이 이루어지면 우주선은 한 번의 다운로드로 더 많은 데이터를 한 번에 보낼 수 있습니다. NASA와 항공우주 산업은 이러한 새로운 개발을 활용하고 레이저를 사용하여 무선 주파수 위성을 보완하는 더 많은 임무를 수행하고 있습니다.

3. 페이로드에는 두 개의 광학 장치 또는 망원경이 포함되어 있습니다. 레이저 신호를 수신 및 전송하려면.

LCRD는 향상된 통신을 제공하는 몇 가지 매우 민감한 구성 요소가 있는 위성 중계기입니다. 중계기로서 LCRD는 지상의 안테나에 대한 직접적인 가시선을 갖는 사용자 임무의 필요성을 제거합니다. LCRD에는 두 개의 광학 스테이션이 있습니다. 하나는 사용자의 우주선에서 데이터를 수신하고 다른 하나는 데이터를 지구의 지상 스테이션으로 보냅니다.

Goddard Space Flight Center의 클린룸에 있는 LCRD 페이로드. 크레딧: NASA/데이브 라이언

LCRD 모뎀은 디지털 데이터를 레이저 신호로 변환한 다음 릴레이 광학 모듈에 의해 사람의 눈에는 보이지 않는 코딩된 광선을 통해 전송됩니다. LCRD는 데이터를 송수신할 수 있어 우주로의 임무 데이터 흐름을 위한 연속 경로를 설정합니다. 이러한 기능을 함께 사용하면 LCRD NASA 최초의 종단 간 양방향 광 릴레이가 됩니다.

이들은 LCRD 페이로드를 구성하는 구성요소 중 일부일 뿐이며, 이는 집합적으로 큰 매트리스 크기를 나타냅니다.

4. LCRD는 캘리포니아와 하와이에 있는 두 개의 지상국을 기반으로 합니다.

LCRD가 정보를 수신하고 인코딩하면 페이로드는 데이터를 지구상의 지상국으로 보냅니다. 지상국에는 각각 망원경이 장착된 빛을 수신하고 모뎀이 인코딩된 빛을 디지털 데이터로 다시 변환합니다.

LCD의 지상국 OGS(Optical Ground Station)-1 및 -2로 알려진 이 장치는 다음 위치에 있습니다. 남부 캘리포니아의 테이블 마운틴, 그리고 계속 하와이 마우이 할레아칼라 화산.

레이저 통신은 데이터 전송 속도를 높일 수 있지만 구름과 난기류와 같은 대기의 난기류는 레이저 신호가 지구 대기를 통과할 때 간섭할 수 있습니다.

OGS-1 및 OSG-2 사이트는 맑은 날씨 조건, 원격 및 높은 고도 사이트를 위해 선택되었습니다. 이 지역의 대부분의 날씨는 산 정상 아래에서 발생하므로 비교적 맑은 하늘이 레이저 통신에 이상적입니다.

5. LCRD를 통해 정부, 학계 및 상업 파트너는 정지 궤도에서 레이저 기능을 테스트할 수 있습니다.

LCRD는 지구 표면에서 약 22,000마일 떨어진 정지궤도에서 레이저 통신 시스템의 실현 가능성을 시연할 것입니다.

다른 임무를 지원하기 전에 LCRD는 2년 동안 테스트를 수행하고 실험. 이 시간 동안 OGS-1 및 OGS-2는 “작업”으로 작동하여 한 스테이션에서 LCRD로 데이터를 보낸 다음 다른 스테이션으로 보냅니다.

LCRD는 우주 정거장에서 지구로 데이터를 전송합니다. 크레딧: NASA/데이브 라이언

LCRD는 NASA, 기타 정부 기관, 학계 및 상업 회사의 실험을 통해 레이저 기능을 테스트할 것입니다. 이러한 실험 중 일부에는 레이저 신호의 대기 난류 연구 및 안정적인 중계 서비스 작동 시연이 포함됩니다.

이러한 테스트를 통해 우주 커뮤니티는 LCRD에서 배우고 향후 구현을 위한 기술을 더욱 개선할 수 있습니다. NASA는 이러한 기회를 제공하여 레이저 통신을 둘러싼 지식을 늘리고 운용 용도를 향상시킵니다.

실험 단계가 끝나면 LCRD는 국제 우주 정거장에 설치될 태양광 발전소를 포함하여 우주에서의 임무를 지원할 것입니다. 이 스테이션은 선상에서의 과학 실험에서 데이터를 수집한 다음 정보를 LCRD로 전송하여 지구로 다시 전송합니다.

6. LCRD는 흥미롭고 다가오는 많은 레이저 임무 중 하나입니다.

LCRD는 NASA의 첫 번째 레이저 통신 중계 시스템입니다. 그러나 많은 임무 개발 중에 추가 레이저 통신 기능을 시연하고 테스트할 것입니다.

NASA의 레이저 통신 임무. 크레딧: NASA/데이브 라이언

• NS Orion Artemis II 광통신 시스템 (O2O) (O2O) 스테이션은 지구와 달 주위를 여행하는 Artemis II 우주비행사 사이에 적외선을 통해 고해상도 비디오 피드를 가능하게 할 것입니다.
• 2026년에는 영혼 임무는 목적지인 지구에서 1억 5천만 마일 이상 떨어진 소행성에 도달합니다. 심령을 운반 할 것입니다 깊은 우주 통신 (DSOC) 심우주 탐사가 제시하는 뚜렷한 문제에 대해 레이저 통신을 테스트합니다.

이 모든 임무는 항공우주 커뮤니티가 미래 임무를 위해 레이저 통신을 표준화하는 데 도움이 될 것입니다. 레이저 조명을 통해 NASA는 그 어느 때보다 우주에서 더 많은 정보를 수집할 수 있습니다.

LCRD는 미 국방부의 우주 시험 프로그램 6(STPSat-6) 위성에 탑재된 NASA 페이로드입니다. 우주 시험 프로그램 3(STP-3) 임무의 일부인 STPSat-6은 플로리다의 케이프 커내버럴 우주군 정거장에서 United Launch Alliance Atlas V 551 로켓으로 발사됩니다. STP는 미 우주군 우주 시스템 사령부에서 운영합니다.

Goddard는 LCRD를 이끌고 남부 캘리포니아에 있는 NASA의 제트 추진 연구소와 협력하여 와 함께 링컨 연구소. LCRD는 Space Technology Mission Directorate의 일부인 NASA의 Technology Demonstration Missions Program과 NASA 본부의 SCaN(Communications and Astronautics) 프로그램에서 자금을 지원합니다.