Die Psyche-Mission der NASA hat erfolgreich den Einsatz von Laserkommunikation über eine Distanz von fast 16 Millionen Kilometern demonstriert, was einen bedeutenden Fortschritt in der interplanetaren Kommunikationstechnologie darstellt. Diese Errungenschaft, die am 14. November 2023 bekannt gegeben wurde, testete das Experiment für optische Kommunikation im tiefen Raum (DSOC).
Die Psyche-Raumsonde, die im Oktober 2023 mit einer SpaceX Falcon Heavy-Rakete gestartet wurde, zielt darauf ab, einen metallischen Asteroiden zwischen Mars und Jupiter zu untersuchen. Das DSOC-Experiment beinhaltete die Übertragung eines codierten Infrarot-Lasersignals von der Raumsonde zum Hale-Teleskop am Palomar-Observatorium von Caltech in San Diego, Kalifornien.
Das DSOC ist ein Schlüsselinstrument an Bord von Psyche, das entwickelt wurde, um die Fähigkeiten zur Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit zu demonstrieren. Während des Tests richtete sich der Lasertransceiver an Bord der Raumsonde erfolgreich auf ein leistungsstarkes Laser-Bake, das vom Jet Propulsion Laboratory in Kalifornien gesendet wurde.
Dies markiert den ersten Test optischer Kommunikation im tiefen Raum und unterscheidet sich von früheren Experimenten, die in niedrigen Erdorbits und auf Mondentfernungen durchgeführt wurden. Die Präzision, die erforderlich ist, um ein Lasersignal über Millionen von Kilometern zu leiten, wird mit der Verwendung eines Laserzeigers verglichen, um eine sich bewegende Zehn-Cent-Münze aus einem Mile Entfernung zu verfolgen.
Zu den Herausforderungen gehörte die Notwendigkeit, die Zeit zu kompensieren, die das Licht benötigt, um von der Raumsonde zur Erde zu reisen, was etwa 50 Sekunden dauerte. In dieser Zeit änderten sowohl die Raumsonde als auch die Erde ihre Position, was ständige Anpassungen durch beide Systeme erforderte.
Das Experiment zielt darauf ab, Übertragungsgeschwindigkeiten von 10 bis 100 Mal schneller als die aktuellen hochmodernen Funkfrequenzsysteme zu erreichen. Im Gegensatz zu Funkkommunikation, die größere Wellen verwendet, komprimiert die Infrarot-Lasertechnologie Informationen in signifikant kleinere Wellen, was eine größere Datenübertragung ermöglicht.
Diese Technologie stellt einen entscheidenden Schritt in Richtung Entwicklung von Hochgeschwindigkeitskommunikationssystemen dar, die wissenschaftliche Daten, hochauflösende Bilder und sogar Videos übertragen können, die für zukünftige bemannte Missionen zum Mars unerlässlich sind.
Zusätzlich zu ihren Kommunikationszielen zielt die Psyche-Mission darauf ab, den metallischen Asteroiden zu erkunden, der möglicherweise Hinweise auf die Bildung von Gesteinsplaneten liefern könnte. Der Asteroid wird als partieller Kern eines Planetesimals angesehen, das eine hohe Eisen- und Nickelkonzentration aufweist.
Die Raumsonde wird voraussichtlich 2028 den Asteroiden erreichen und im August 2029 mit der Umlaufbahn beginnen, mit einer geplanten wissenschaftlichen Missionsdauer von 26 Monaten.