NASA, 레이저 통신 시연

NASA/고다드 우주 비행 센터

이미지: Goddard 클린룸에 있는 NASA의 ILLUMA-T 페이로드. 페이로드는 국제 우주 정거장에 설치되며 NASA의 레이저 통신 중계 시연을 통해 더 높은 데이터 속도를 시연할 예정입니다.더보기

신용: 신용: Dennis Henry

NASA는 지구 궤도를 도는 축구장 크기의 우주선인 국제 우주 정거장(International Space Station)을 사용하여 우주에서의 생활과 작업에 대해 자세히 알아봅니다. 20년 넘게 우주 정거장은 생물학, 기술, 농업 등과 같은 분야의 조사 및 연구를 위한 독특한 플랫폼을 제공해 왔습니다. 이곳은 NASA의 우주 통신 능력 향상을 포함하여 실험을 수행하는 우주비행사들의 본거지 역할을 합니다.

2023년에 NASA는 통합 LCRD 저궤도 사용자 모뎀 및 증폭기 터미널(ILLUMA-T)로 알려진 기술 시연을 우주정거장에 보낼 예정입니다. ILLUMA-T와 2021년 12월에 출시된 레이저 통신 중계 시연(LCRD)이 함께 NASA의 최초 양방향 엔드 투 엔드 레이저 중계 시스템을 완성할 것입니다.

NASA의 우주 통신 및 항법(SCaN) 프로그램 사무실은 ILLUMA-T를 통해 우주 정거장의 레이저 통신 성능을 입증할 것입니다. 눈에 보이지 않는 적외선을 사용하는 레이저 통신 시스템은 더 높은 데이터 속도로 정보를 보내고 받습니다. 데이터 속도가 높을수록 임무는 단일 전송으로 더 많은 이미지와 비디오를 지구로 다시 보낼 수 있습니다. ILLUMA-T는 일단 우주 정거장에 설치되면 낮은 지구 궤도에서의 임무에 대해 더 높은 데이터 속도가 가질 수 있는 이점을 보여줄 것입니다.

NASA의 SCaN 프로그램 부국장이었던 Badri Younes는 "레이저 통신은 임무에 더 많은 유연성과 우주에서 데이터를 가져오는 신속한 방법을 제공합니다."라고 말했습니다. "우리는 지구 근처, 달, 깊은 우주에서의 시연에 이 기술을 통합하고 있습니다."

더 높은 데이터 속도 외에도 레이저 시스템은 더 가볍고 전력을 덜 사용합니다. 이는 우주선을 설계할 때 중요한 이점입니다. ILLUMA-T는 대략 표준 냉장고 크기이며 우주 정거장의 외부 모듈에 고정되어 LCRD를 사용한 시연을 수행할 예정입니다.

현재 LCRD는 두 지상국 간에 데이터를 전송하고 NASA의 레이저 기능을 더욱 개선하기 위한 실험을 수행함으로써 지구에서 22,000마일 떨어진 지구 동기 궤도에서 레이저 릴레이의 이점을 보여주고 있습니다.

ILLUMA-T의 프로젝트 부책임자인 Matt Magsamen은 “ILLUMA-T가 우주정거장에 도착하면 터미널은 사진과 비디오를 포함한 고해상도 데이터를 초당 1.2기가비트의 속도로 LCRD에 전송하게 됩니다.”라고 말했습니다. “그런 다음 데이터는 LCRD에서 하와이와 캘리포니아의 지상국으로 전송됩니다. 이번 시연에서는 레이저 통신이 지구 저궤도 임무에 어떻게 도움이 될 수 있는지 보여줄 것입니다.”

ILLUMA-T는 NASA를 위한 SpaceX의 29차 상업용 재공급 서비스 임무의 페이로드로 발사됩니다. 발사 후 첫 2주 안에 ILLUMA-T는 Dragon 우주선의 트렁크에서 제거되어 기지의 일본 실험 모듈 노출 시설(JEM-EF)에 설치됩니다. 이 시설은 일본어로 "희망"을 의미하는 "Kibo"라고도 알려져 있습니다. .

페이로드 설치 후 ILLUMA-T 팀은 예비 테스트와 궤도 내 체크아웃을 수행합니다. 완료되면 팀은 페이로드의 첫 번째 빛을 통과하게 됩니다. 이는 임무가 광학 망원경을 통해 첫 번째 레이저 광선을 LCRD로 전송하는 중요한 이정표입니다.

첫 번째 빛이 도달하면 데이터 전송 및 레이저 통신 실험이 시작되어 계획된 임무 기간 동안 계속됩니다.

미래에는 레이저 운용 통신이 오늘날 대부분의 우주 기반 임무에서 데이터를 집으로 보내기 위해 사용하는 무선 주파수 시스템을 보완하게 될 것입니다. ILLUMA-T는 우주에서 레이저 통신을 테스트하는 첫 번째 임무는 아니지만 NASA가 이 기술을 운용에 더 가까이 적용할 수 있도록 해줍니다.

LCRD 외에도 ILLUMA-T의 전신에는 현재 저궤도에 있는 소형 CubeSat에서 레이저 통신을 테스트하고 있는 2022 TeraByte InfraRed Delivery 시스템이 포함됩니다. 2014년 달 대기 및 먼지 환경 탐사 임무 중 달 궤도와 지구 간 데이터를 전송한 달 레이저 통신 시연; 레이저 통신이 어떻게 무선 신호에 비해 지구와 우주 사이의 정보 흐름 속도를 높일 수 있는지를 보여준 Lasercomm Science의 2017년 광학 페이로드.