Оптика против радио — узкий луч, меньше помех, больше скорость, но цена ошибки наведения растёт.
Космический аппарат Psyche летит навстречу астероиду 16 Психея, запасы редких металлов на котором иногда оценивают примерно в 100 квинтиллионов долларов. До цели он доберётся в 2029 году, а пока миссия провела масштабные эксперименты со связью, которые могут многократно ускорить передачу данных из глубокого космоса.
С момента запуска в 2023 году на борту Psyche тестировалась технология Deep Space Optical Communications (DSOC) — лазерные сеансы связи с Землёй. На этой неделе миссия приняла 65-й и финальный лазерный «даунлинк»: сигнал прошёл через глубокий космос около 350 миллионов километров. Первый такой сеанс состоялся 14 ноября 2023 года — инфракрасный лазерный сигнал преодолел 16 миллионов километров и был принят телескопом Хейла в обсерватории Паломар (Калифорния). Это стало первым в истории устойчивым оптическим каналом связи с глубокого космоса на столь большой дистанции.
Всего за время полёта проведено 65 экспериментов DSOC, а на наземные станции передано 13,6 ТБ данных. В их числе — ролик в сверхвысоком разрешении, отправленный со скоростью 267 Мбит/с с расстояния более 30,5 млн км. Завершив финальный сеанс, команда закрыла программу лазерных испытаний в рамках этой миссии.
«NASA прокладывает курс на Марс, и развитие лазерной связи приближает нас к моменту, когда мы сможем передавать видео в высоком разрешении и ценные научные данные с поверхности планеты быстрее, чем когда-либо», — заявил исполняющий обязанности администратора NASA Шон Даффи. Теперь для основной телеметрии Psyche вернётся к традиционному радиоканалу: он надёжнее благодаря разветвлённой инфраструктуре на Земле. В долгосрочной перспективе агентство рассчитывает извлечь выгоду из высокой пропускной способности лазерной связи.
Самая дальняя передача у Psyche была не последней по времени, а состоялась в декабре 2024 года — тогда сигнал пришёл с дистанции около 494 миллионов километров, что примерно вдвое больше средней дистанции между Землёй и Марсом. То, что недавний финальный сеанс прошёл на меньшем удалении, объясняется текущим расположением аппарата на гелиоцентрической орбите: иногда он оказывается ближе к Земле. У лазерной связи есть и ограничения: в отличие от «широкого» радиосигнала, лазер требует сверхточного наведения, а свет ослабевает на больших расстояниях. Это заметно по сеансу в апреле 2024 года: при дистанции примерно 225 миллионов километров скорость приёма составила около 25 Мбит/с.
Несмотря на эти вызовы, в NASA считают испытания успешными. «За два года технология превзошла наши ожидания: мы добились скоростей, сопоставимых с домашним широкополосным интернетом, и стабильно передавали инженерные и тестовые данные с рекордных дистанций», — отметил Клэйтон Тёрнер, заместитель руководителя Директората космических технологий NASA. Теперь Psyche продолжит полёт к своей цели — а полученный опыт станет фундаментом для будущих миссий, которым понадобится быстро отправлять на Землю большие объёмы видео и научной информации.