Artemis 2는 우주 레이저를 사용하여 통신합니다

Apr 16, 2023

NASA의 우뚝 솟은 우주 발사 시스템 로켓이 2024년 11월에 발사되면(모든 것이 계획대로 진행된다면) Artemis 2 임무에는 4명의 우주비행사와 우주선의 생명 유지 시스템만큼 중요한 최첨단 통신 장치가 탑재될 것입니다.

10년 넘게 우주국은 적외선 레이저를 기반으로 한 새로운 통신 방법을 개발하여 전송 속도가 매우 낮은 오래되고 부피가 큰 무선 시스템을 대체하기 위해 노력해 왔습니다. 우주에 도착하면 Orion Artemis 2 광학 통신 시스템인 "O2O"가 휴스턴에 있는 NASA의 미션 컨트롤 센터에 대한 승무원의 주요 링크 역할을 할 것입니다.

아르테미스는 달에 착륙하지 않을 것입니다. 오리온 우주선은 대기권 재진입과 지구의 바다에 물보라를 일으킬 수 있지만 단단한 땅에 착륙할 수는 없습니다. 달 주위를 비행하여 40,000마일 떨어진 곳에 도달하는 동시에 기가바이트의 달 영상을 지구로 전송합니다. O2O는 한 번에 약 30편의 스트리밍 HD 영화에 해당하는 콘텐츠를 전송할 수 있습니다.

NASA 프로젝트 매니저 스티븐 호로비츠(Steven Horowitz)는 보도자료에서 "레이저 링크를 통해 달과 달 사이에 고화질 비디오를 전송하는 것이 아이디어"라고 말했다. "아폴로 임무의 이미지를 떠올리면 거칠고 보기 어려웠지만 O2O를 통해 아르테미스 우주비행사는 훨씬 더 생생하고 상세한 영상과 이미지를 보낼 수 있습니다."

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인간의 삶은 극한 상황에서도 유지되는 이 새로운 통신 방식에 어느 정도 의존하기 때문에 엔지니어들은 이를 완성하는 데 수년을 보냈습니다. 첫 번째 중요한 이정표는 2013년에 탄산음료 캔 모양의 LADEE(Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer)가 달로 날아가서 레이저를 사용하여 지구로 다시 전송한 것입니다.

2013년 10월 18일, 뉴멕시코 주 라스 크루세스에 있는 NASA의 화이트샌즈 단지에 있는 지상국에 레이저로 연결된 소형 로봇 우주선이 고화질 비디오 스트림을 달과 주고받았습니다.

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이제 레이저 통신의 유용성이 입증되었으므로 NASA는 메시지를 주고받고 신기술을 연구하기 위해 새로운 레이저 인프라를 지구 궤도에 발사하기 시작했습니다. 2014년부터 2017년 사이에 국제 우주 정거장(ISS)은 "Hello World!"라는 HD 스트림을 시작으로 지구와 레이저 통신하는 OPALS(The Optical Payload for Lasercomm Science) 시스템을 호스팅했습니다.

NASA는 또한 소수의 소형 레이저 위성과 메시지를 수신하여 이를 기관의 수신 스테이션으로 보낼 수 있는 중요한 중계 장치를 발사했습니다. 구름이 덮이는 것을 피하기 위해 NASA는 망원경이 근적외선을 찾아내는 하와이, 캘리포니아, 뉴멕시코에 시설(작은 관측소와 유사한)을 건설했습니다.

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O2O에는 소형 4인치 망원경과 데이터 처리용 모뎀이 포함되어 있으며, 이 구성 요소는 이미 "셰이커 테이블"과 진공 챔버에서 엄격한 테스트를 거쳤습니다. 모뎀은 원시 컴퓨터 데이터를 빛 패턴으로 변환하고 그 반대로 변환합니다. 이는 오래된 전화 접속 컴퓨터 모뎀이 긴 웹 사이트를 사운드로 변환하는 것과 유사합니다.

승무원은 고속 링크를 사용하여 지시를 받고 실험 결과를 전송하며 ISS의 우주 비행사처럼 자신의 이미지를 지구 기반 인터넷에 방송할 수 있습니다.

레이저 통신이 조만간 광섬유 네트워크를 능가할 것이라고 기대하지 마십시오. 현재까지 전자의 경우 메시지를 중계하려면 위성이 필요하거나 선명한 광선이 필요합니다.

장거리에서 광섬유 케이블을 사용할 수 없는 양자 컴퓨팅에도 유사한 시스템이 유용할 수 있습니다. JPL 연구원들이 개발한 새로운 광자 검출기는 필요한 극한의 감도를 제공할 수 있습니다.

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