宇航局将展示空间站的激光通信
宇航局利用国际空间站(一个足球场大小的绕地球运行的航天器)来了解有关太空生活和工作的更多信息。20多年来，空间站为生物学、技术、农业等领域的调查和研究提供了独特的平台。它是宇航员进行实验的家园，包括提高宇航局的太空通信能力。
2023 年，NASA将向空间站发送一项名为 集成 LCRD 低地球轨道用户调制解调器和放大器终端 (ILLUMA-T) 的技术演示。ILLUMA-T 和 2021 年 12 月启动的激光通信中继演示 (LCRD) 将共同完成 NASA 的第一个双向端到端激光中继系统。
NASA 的太空通信与导航 (SCaN)项目办公室将通过 ILLUMA-T 展示空间站激光通信的威力。激光通信系统使用不可见的透视 光以更高的数据速率发送和接收信息。通过更高的数据速率，任务可以在一次传输中将更多图像和视频发送回地球。一旦安装在空间站上，ILLUMA-T 将展示更高的数据速率对低地球轨道任务可能带来的好处。
“激光通信为任务提供了更大的灵活性，以及从太空获取数据的快捷方式，”宇航局 SCaN 项目前副副局长巴德里·尤尼斯 (Badri Younes) 说。“我们正在将这项技术整合到地球附近、月球和深空的演示中。”
除了更高的数据速率之外，激光系统更轻、功耗更低——这是设计航天器时的一个关键优势。ILLUMA-T 大约有标准冰箱大小，将固定在空间站的外部模块上，以通过 LCRD进行演示。
目前，LCRD 正在展示地球同步轨道(距离地球 22,000 英里)激光中继的优势，通过在两个地面站之间传输数据并进行 实验 来进一步完善 NASA 的激光能力。
“一旦ILLUMA-T进入空间站，终端将以每秒1.2吉比特的速率向LCRD发送高分辨率数据，包括图片和视频，”ILLUMA-T项目副经理Matt Magsamen说。“然后，数据将从 LCRD 发送到 夏威夷和加利福尼亚州的地面站 。这次演示将展示激光通信如何使近地轨道任务受益。”
ILLUMA-T 正在作为 SpaceX 为 NASA 执行的第 29 次商业补给服务任务的有效载荷进行发射。在发射后的前两周内，ILLUMA-T将从龙飞船的后备箱中取出，安装在空间站的 日本实验模块暴露设施 (JEM-EF)上，也称为“Kibo”——日语中的“希望”之意。
有效载荷安装完毕后，ILLUMA-T 团队将进行初步测试和在轨检查。一旦完成，该团队将通过有效载荷的第一束光——这是一个重要的里程碑，该任务将通过其光学望远镜将第一束激光传输到 LCRD。
一旦出现第一束光，数据传输和激光通信实验将开始并在整个计划任务期间持续进行。
在不同场景下测试激光器
未来，可操作的激光通信将补充射频系统，目前大多数天基任务都使用射频系统将数据发送回家。ILLUMA-T 并不是第一个在太空测试激光通信的任务，但使 NASA 更接近该技术的实际应用。
除了 LCRD 之外，ILLUMA-T 的前身还包括 2022 TeraByte InfraRed Delivery 系统，该系统目前正在近地轨道上的小型 CubeSat 上测试激光通信;月球激光通信演示， 在 2014 年月球大气和尘埃环境探索者任务期间，将数据往返于月球轨道和地球之间传输 ;以及 2017 年 Lasercomm Science 的光学有效载荷，它展示了与电信号相比，激光通信如何能够加速地球和太空之间的信息流动。
测试激光通信在各种场景下产生更高数据速率的能力将有助于航空航天界进一步完善未来月球、火星和深空任务的能力。
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