Hello, World!
(Rovat: Az űrállomás és az USA, Lássuk és halljuk egymást - 2014.06.09 08:15.)

Ez a nagy átviteli sebességű üzenet érkezett a Földre a Nemzetközi Űrállomásról.

Az OPALS (Optical Payload for Lasercomm Science) elnevezésű kísérlet keretében a NASA legújabb optikai tesztjei során lézerrel továbbított adatokat a Földre a világűrből. Ahelyett, hogy az adatok a rádióhullámokba „csomagolva” érkeznének, a Nemzetközi Űrállomás (ISS) külső platformján elhelyezett lézeres eszköz az eddigi módszerekhez képest akár több százszoros, vagy ezerszeres sebességgel is képes sugározni a földi vevőállomásra.

Hello, World! – többek közt ez az üzenet érkezett, miközben 2014. június 5-én a NASA sikeresen sugárzott le a Földre egy nagyfelbontású videót lézer segítségével. A 175 megabites sikeres átvitel az első volt azon kísérletek között, amelyeket az OPALS keretében terveznek végrehajtani a közeljövőben azzal a céllal, hogy javítsák a kommunikációt az alacsony Föld körüli pályán keringő, illetve a távolabbi világűrben dolgozó űreszközökkel.

Az OPALS kísérleti eszköz helye a Föld felé néző oldalon, zölddel jelölve. (Kép: ISS CAMMP)

A berendezés pontosabb elhelyezkedése, miközben a lézeres adattovábbítás zajlik. (Kép: NASA MSFC)

Az OPALS a SpaceX űripari vállalkozás Dragon teherűrhajóján került fel az űrállomásra, még 2014. áprilisban. Ez a technológiai demonstráció elősegíti azt, hogy a NASA nagyobb sávszélességű módszerekkel kommunikálhasson a jövő űrhajóival. Az optikai kommunikációs eszközök, mint az OPALS is, a fókuszált lézerfény energiáját használják, hogy akár 10-1000-szer nagyobb adatátviteli sebességet érjenek el, mint a jelenlegi távközlési módszerek, amelyek az elektromágneses spektrum rádiósávjára támaszkodva működnek.

A kísérletet bemutató film és az üzenet. A kísérlet során az adatcsomagot mindössze 3,5 másodperc alatt sikerült továbbítani a Földre, ami egyébként a hagyományos módszerekkel 10 percig tartott volna. (Videó: NASA JPL)

Az OPALS sikere egy fontos előrelépés az alacsony Föld körüli pályán túl működő űreszközökkel való jobb adatforgalom lehetőségét illetően is. Az eszköz lehetővé teszi a kommunikációs ráta növelését, hogy lépést tartsunk azzal az egyre növekvő információmennyiséggel, amit a tudományos műszerek szolgáltatnak. Ez az új módszer felválthatja a kapcsolattartásban jelenleg használatos rádiófrekvenciákat is, hogy megfeleljenek azoknak az igényeknek, amelyek várhatóan felmerülnek a kutatók részéről az olyan későbbi küldetések során is, mint a Mars felfedezése.

Az űrállomás a Föld körüli pályán körülbelül 28 000 km/h sebességgel mozog. Ez a sebesség olyan extrém precíz tájolási képességet igényel, mintha egy személynek az lenne a célja, hogy egy lézermutatót egy emberi hajszál végére irányítson rá, kb. 9 m távolságból, és járás közben folyamatosan ott is tartsa. Miután befogták a jelet, a teljes átvitel 148 másodpercig tartott, mialatt a maximális adatátviteli sebesség 50 megabit volt másodpercenként. Az OPALS 3,5 másodperc alatt továbbított egy példányt a Hello World! videóüzenetből, ami több mint 10 perc alatt sikerülhetett volna a hagyományos letöltési módszerekkel.

Az OPALS kísérletet végző csapat tagjai a kaliforniai földi lézeres állomáson (Table Mountain Observatory, Wrightwood, USA). (Kép: NASA)

Ez a projekt a magáncégek figyelmét is felkeltheti, tekintve, hogy a földi irányítás számára sokkal kedvezőbb kommunikációt tesz lehetővé. Mind a földközeli műholdak esetén, mind a távolabbi célpontú küldetéseknél, mint például a következő Mars-roverek, nagyobb felbontású videók és képek lesznek letölthetőek sokkal rövidebb idő alatt, és nem lesz szükség hosszú várakozási idő beiktatására. Ez a tény fontos lehet a kutatók, a mérnökök és a kereskedelmi jellegű felhasználók számára is.