注册  |  登录   |   加入收藏  |  设为首页

搜索

NASA推进“激光通信中继演示验证”项目寻求建立高速太空互联网

  据NASA网站2017年3月22日报道,为实现太空高速互联网,NASA正在通过“激光通信中继演示验证”(LCRD)项目研发技术,并将执行开拓性的长期技术演示验证任务。
 
LCRD项目意义
 
  LCRD项目有助于NASA了解激光通信系统的最佳运行方式,可大幅提高航天器与地球之间通信联接的数据速率,例如科学数据的向下传输以及与航天员通信。主导LCRD项目的NASA空间技术任务理事会副主管史蒂夫·尤尔齐克表示,LCRD是实现NASA近地和深空任务光学通信构想的进一步工作,这种通信技术有潜力彻底改变空间通信。该理事会正在与载人探索与运行任务理事会“空间通信和导航”项目办公室、麻省理工学院林肯实验室以及美空军合作推进该项目。
 
激光通信技术优势
 
  激光通信又被称为光学通信,该技术把数据编码在激光束上,然后在航天器和地球终端之间进行传输。该技术的数据传输速率可比当前射频通信系统高10~100倍。此外,激光通信系统尺寸比射频系统小得多,从而降低了航天器通信系统的尺寸、重量和电源需求。在执行月球、火星或更远的深空探索任务时,这种能力将至关重要。
 
LCRD项目简介
    
  LCRD建立在“月球激光通信演示验证”(LLCD)基础之上。LLCD于2013年搭载“月球大气尘埃与环境探测器”进行飞行试验。LLCD首次验证了低地球轨道以远的高数据速率激光通信;而LCRD则将验证这种技术的运行寿命和可靠性,还将测试LCRD在多种不同环境条件和运行情境下的能力。
  关于当前的通信系统,LCRD项目首席研究员戴夫·伊斯利尔表示:多年来,NASA获得了关于射频通信的大量经验,以及如何充分利用这种技术的方法;通过使用LCRD,NASA将有机会在不同气象条件下,以及一天中不同时间点测试激光通信的性能,以获得这种经验。
 
项目计划
 
  主导仪器研发工作的NASA“空间通信和导航”项目办公室先进通信和导航部门负责人丹·康威尔表示,LCRD将运行多年,使NASA了解该颠覆性的新技术如何实现最佳应用。该项目还在为国际空间站设计激光通信终端,旨在使用LCRD以吉比特/秒的数据速率从国际空间站向地面中继数据;项目团队计划在2021年对该新型终端进行飞行试验,并希望一旦经过测试,NASA许多其他在轨任务也将运行这种终端,从而通过LCRD向地面中继数据。
  LCRD将运行2~5年。配备激光调制解调器的两个地面终端位于加州桌山和夏威夷,将验证与LCRD之间的双向通信能力;LCRD将部署于地球同步轨道,其轨位处于这两个地面站点之间。NASA将在2019年夏发射LCRD。
 
技术与运行机制
 
  LCRD拥有两个光学模块,光学模块与调制解调器、电子控制器共同组成LCRD的飞行有效载荷。LCRD有效载荷包含两个相同的光学终端,这两个终端由被称为“空间切换单元”的组件连接;“空间切换单元”可用作数据路由器,还将连接到射频下行链路。调制解调器将数字数据转化为激光或射频信号,并进行逆向转化。一旦将数据转化为激光,LCRD光学模块将把激光携载的数据传送至地球。为此,光学模块必须能够精确指向,以接收和传输数据。电子控制器模块可通过指挥执行器,帮助调节望远镜的指向并使其保持稳定,不受任何航天器移动和振动的影响。
 
项目进展
 
  LCRD近期成功通过关键决策点评审,并已推进至研发工作的集成和测试阶段。在该阶段,工程师将确保仪器发射后每个组件都能如期运行。
 
  项目管理    
  项目团队由NASA戈达德航天飞行中心领导,合作伙伴包括NASA喷气推进实验室、麻省理工学院林肯实验室。LCRD是NASA空间技术任务理事会“技术演示验证任务”中的一个项目,“技术演示验证任务”执行系统级的先进技术和能力演示验证,填补科学和工程挑战与克服挑战所需技术创新之间的缺口,实现强健的新型空间任务(如LCRD)。
  “空间通信和导航”(SCaN)项目办公室为实现任务提供战略和项目监管。这些能力构成所有NASA任务的主干(包括LCRD),提供从航天器到地面的关键通信联接。(冯云皓)
 
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
杂志分类