Фантастические космические технологии НАСА

Технология оптической связи в дальнем космосе НАСА продемонстрировала, что данные, закодированные с помощью лазеров, могут быть отправлены, получены и декодированы после прохождения сотен миллионов километров через Солнечную систему.

Этот технологический прорыв в оптической связи свидетельствует, что НАСА закладывает основу для высокоскоростных каналов передачи данных для будущих пилотируемых миссий на Марс, — сообщает IFLScience.

Управляемый Лабораторией реактивного движения НАСА (JPL) в Южной Калифорнии, космический аппарат "Психея" был запущен в 2023 году с миссией по выходу на орбиту и изучению металлического астероида 16 Психея.
С Земли уже отправляли и принимали сообщения, передаваемые с помощью лазера с космического аппарата НАСА "Психея" на расстоянии более 350 миллионов километров. Оптическая связь использовалась для передачи сообщений из космоса — более того, это 65-е и последнее испытание этой технологии.

Эксперимент получил название "Оптическая связь в глубоком космосе" (DSOC). Он был встроен в космический аппарат "Психея", отправленный к поясу астероидов. Главная цель — проверить надёжность лазерных технологий в условиях, где раньше использовались исключительно радиоволны.
2 июня 2025 года стало ключевой датой — находясь в 230 миллионах километров от Земли, аппарат получил восемь инфракрасных лучей, отправленных из Лаборатории оптических телескопов на Столовой горе. В ответ "Психея" передала данные с помощью компактного 4-ваттного излучателя. Сигналы удалось зафиксировать с помощью 5-метрового телескопа Хейла в Паломарской обсерватории. Там работала система сверхпроводящих детекторов с криогенным охлаждением, способная "уловить" даже одиночные фотоны. Это позволило подтвердить, что связь сохраняется на рекордных дистанциях.
2 сентября 2025 года завершился важный этап испытаний: был установлен устойчивый лазерный канал с аппаратом, находившимся уже в 350 миллионах километров от Земли. За время проекта специалисты провели 65 сеансов связи, что делает DSOC одним из наиболее масштабных и значимых экспериментов в истории космонавтики.

Космический аппарат "Психея" оснащён лазерным приёмопередатчиком, предназначенным для отправки и приёма данных, закодированных в световых лучах, с двух наземных станций на Земле. После того, как лучи покидают нашу планету, установка "Столовая гора" Лаборатории реактивного движения запускает 3-киловаттный лазерный маяк в сторону космического корабля, помогая "Психее" точнее зафиксировать направление на Землю.

Даже на скорости света лазеру требуется несколько минут, чтобы преодолеть огромное расстояние между Землёй и Психеей, которые сами движутся с огромной скоростью. Когда оптическая информация наконец достигает космического корабля, он возвращает на Землю своё "сообщение".

Для обнаружения этого слабого сигнала, учёные используют Паломарскую обсерваторию Калифорнийского технологического института в округе Сан-Диего – гигантский купол, способный улавливать мельчайшие проблески света по всей Солнечной системе. Входящие фотоны поступают в сложную матрицу детекторов, где несущие их данные тщательно декодируются, преобразуя слабые вспышки в значимую информацию.

Космические аппараты Farflung обычно общаются по радиоволнам. Именно так мы до сих пор получаем информацию с "Вояджеров-1" и "Вояджер-2", культовых зондов-близнецов 1970-х годов, которые буквально покинули нашу Солнечную систему. Однако оптическая связь, например, лазерная, потенциально гораздо лучше, поскольку она позволяет передавать гораздо больше данных на гораздо более высоких скоростях. В декабре 2023 года учёные смогли использовать лазерные лучи "Вояджеров" для трансляции видео сверхвысокой чёткости на Землю с расстояния в 31 миллион километров. Видео представляет собой 15-секундный клип, на котором очаровательный кот гоняется за лазерной точкой.

"NASA Technology тестирует оборудование в суровых условиях космоса, чтобы понять его пределы и подтвердить его возможности", — заявил Клейтон Тернер, заместитель администратора Управления космических технологий в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. "За два года эта технология превзошла наши ожидания, продемонстрировав скорость передачи данных, сравнимую со скоростью домашнего широкополосного интернета, и передавая инженерные и тестовые данные на Землю с рекордных расстояний".

В ходе последнего подвига миссии Psyche расстояние, пройденное лазером, — 350 миллионов километров — превышает среднее расстояние между Землёй и Марсом — 225 миллионов километров. Это означает, что эта технология, после дальнейшей доработки, может быть использована для передачи сигналов между Землёй и Марсом, куда НАСА (и другие страны) надеется вскоре отправить астронавтов. Именно такие технологии в конечном итоге позволят нам увидеть прямую трансляцию прогулки и игры в гольф астронавта на поверхности Марса.

"НАСА направляет Америку на путь к Марсу, а развитие технологий лазерной связи приближает нас на шаг ближе к потоковой передаче видео высокой чёткости и доставке ценных данных с поверхности Марса быстрее, чем когда-либо прежде. Технологии открывают новые горизонты, и мы стремимся к тестированию и подтверждению возможностей, необходимых для Золотого века исследований", — прокомментировал Шон Даффи, исполняющий обязанности администратора НАСА.