Ученые Европейского космического агентства (ЕКА) впервые успешно связались с космическим аппаратом на расстоянии 265 миллионов километров, используя лазер вместо привычных радиоволн. Это важный шаг на пути к созданию так называемого Интернета Солнечной системы — высокоскоростной оптической связи с миссиями в далеком космосе.
В рамках эксперимента лазерный луч был отправлен из обсерватории Крионери в Греции в сторону космического аппарата НАСА Psyche, а ответный сигнал был получен в расположенной неподалеку обсерватории Хельмос. Расстояние между двумя земными станциями — всего 37 км, но сигнал прошел сотни миллионов километров в оба конца через космос.
«Это потрясающий успех… Мы заложили краеугольный камень Интернета Солнечной системы», — заявила Мариэлла Спада, глава отдела наземных систем и инноваций ЕКА.
Для точной настройки лазера специалисты использовали межпланетную навигацию от NASA — так называемый дельта-дифференциальный односторонний дальномер. Он позволил определить координаты «Психеи» с высокой точностью, несмотря на гигантское расстояние и движение Земли.
В чем техническая сложность?
Чтобы передать и получить лазерный сигнал на таком расстоянии, инженерам пришлось решить две задачи:
создать достаточно мощный лазер, способный точно попасть в небольшой космический аппарат;
разработать чувствительный приемник, способный уловить отражённый сигнал, состоящий порой из нескольких фотонов — мельчайших частиц света.
«Это сигналы, преодолевшие сотни миллионов километров. Иногда мы получаем буквально единичные фотоны», — объясняет Синда Межри, руководитель проекта приемных систем ЕКА.
Что это даст?
Лазерная связь позволит передавать данные в 10–100 раз быстрее, чем радио. Сейчас почти все космические аппараты, включая саму «Психею», используют радиосигналы. Но для будущих миссий к Луне, Марсу и за пределы Солнечной системы такой скорости будет недостаточно.
Например, еще в декабре 2023 года в рамках другого эксперимента НАСА удалось передать видео с изображением кота по кличке Тейтерс, преследующего лазерную указку, с расстояния 31 млн км — и это стало сенсацией.
Сейчас аппарат Psyche продолжает миссию по изучению металлического астероида за орбитой Марса. Он оснащен передовой системой DSOC (Deep Space Optical Communications) — это и есть экспериментальный лазерный передатчик, «позолоченный» сверху для защиты от солнечного излучения.
Хотя в текущем эксперименте не передавались полноценные данные, испытание показало, что обмен лазерными импульсами возможен даже на таких расстояниях. И главное — с высокой точностью.
«Лучи лазера в десятки раз уже радиосигналов. Поэтому нужно точно рассчитывать, где будет Земля к моменту, когда сигнал вернется», — пояснил Андреа Ди Мира, руководитель проекта лазерного передатчика.
Почему это важно?
Успех эксперимента может полностью изменить то, как человечество обменивается информацией с космосом.Высокоскоростная передача данных — важнейшее условие для будущих миссий, где потребуется получать сжатые изображения, видео и телеметрию в реальном времени. И если раньше на это уходили часы, то в будущем это может занять минуты или даже секунды.
«Это огромный шаг вперед… Мы приближаемся к наземному интернету для дальнего космоса», — заявил Рольф Денсинг, директор по операциям ЕКА.
