NASA's Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) -missie is begonnen met integratie en testen in NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. De missie zal demonstreren hoe een overgang van radio- naar lasercommunicatie de manier waarop we contact maken met astronauten en ruimtevaartuigen exponentieel zal verbeteren.

"LCRD is een grote stap in de evolutie van ruimtecommunicatie, " zei Dave Israël, hoofdonderzoeker van het LCRD. "LCRD zal demonstreren hoe lasercommunicatietechnologieën kunnen worden toegepast om de mogelijkheden van NASA's communicatie-infrastructuur aanzienlijk te verbeteren."

Tot voor kort, NASA-ruimtevaartuigen waren volledig afhankelijk van radiocommunicatie. Nutsvoorzieningen, NASA ontwikkelt geavanceerde lasercommunicatietechnologieën in een paradigmaverschuiving van uitsluitend radiocommunicatie naar een hybride van radio en laser.

Lasercommunicatie zou 10 tot 100 keer betere datasnelheden kunnen bieden dan radio vanwege de hogere bandbreedte. Dit betekent dat lasercommunicatie meer gegevens tegelijk kan verzenden dan radio, hoewel beide communicatietypes slechts zo snel kunnen reizen als de snelheid van het licht. Om een ​​"Google-kaart" van één voet van het hele oppervlak van Mars te verzenden, het beste radiofrequentiecommunicatiesysteem zou negen jaar nodig hebben om alle gegevens te verzenden. Lasercommunicatie zou het in negen weken kunnen doen. Aanvullend, lasercommunicatiesystemen nemen veel minder oppervlakte en gewicht in beslag voor dezelfde (of betere) datasnelheden dan radiosystemen.

De LCRD-missie zet de erfenis van de Lunar Laser Communications Demonstration (LLCD) voort, die in 2013 aan boord van een in een baan om de maan draaiend ruimtevaartuig vloog. vergeleken met traditionele communicatiesystemen op ruimtevaartuigen van vandaag, LLCD gebruikte de helft van de massa, 25 procent minder vermogen, en toch zes keer zoveel gegevens per seconde verzonden.

LCRD zal pionieren in het doorgeven van gegevens via lasers. De missie zal de haalbaarheid en voordelen van lasercommunicatie in toekomstige netwerken aantonen. Integratie en testen, nu aan de gang bij Goddard, is een cruciale stap om ervoor te zorgen dat deze technologieën presteren in de ruwe omgeving van de ruimte.

"Er zijn drie fasen voor integratie en testen in de aanloop naar de lancering, " zei Glenn Jackson, Projectmanager LCRD-payload. "We liggen op schema om de eerste fase af te ronden, payload integratie, tegen eind december. De volgende fase is het testen van de volledige lading in een vliegomgeving, inclusief elektromagnetische, akoestische en thermische vacuümtesten."

Het testen vindt plaats in Goddard's Environmental Test Engineering and Integration Facility. De faciliteit zorgt ervoor dat elk instrument lanceerklaar is, testen ze onder omstandigheden die lancering en ruimte nabootsen.

Een 42-voet hoge akoestische testkamer stelt instrumenten bloot aan het lanceren van geluiden gelijk aan 150 decibel, of het volume van een jetstart vanaf 80 voet afstand. Een thermische vacuümkamer koelt het ruimtevaartuig af tot temperaturen onder het vriespunt in een kunstmatig vacuüm.

"Bij integratie en testen gaat het erom ervoor te zorgen dat de instrumenten met elkaar praten, samenwerken, " zei Bill Potter, projectmanager voor de integratie- en testactiviteit van het LCRD. "We hebben een team van ongeveer 60 ingenieurs in een aantal disciplines die ervoor zorgen dat het apparaat werkt zoals bedoeld in de ruimteomgeving."

Naast testen bij Goddard, NASA kalibreert Optical Ground Station 2, een van de twee grondstations die zullen communiceren met LCRD. Het station bevindt zich bovenop een berg in Hawaï om transmissiestoringen door bewolking te voorkomen. NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, exploiteert het andere grondstation van LCRD in een faciliteit in de Tafelberg, Californië.

LCRD-technologieën zullen, eenmaal bewezen, worden ingezet aan boord van twee aanstaande NASA-missies, het Integrated LCRD Low-Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T) en het Optical-to-Orion (O2O) project.

ILLUMA-T zal aan boord van het internationale ruimtestation ISS vliegen als eerste demonstratie van een volledig operationeel end-to-end lasercommunicatiesysteem. Het zal het station voorzien van een ultramoderne lasercommunicatieterminal met verbeterde afmetingen, gewicht, stroom- en datasnelheden over vergelijkbare radiosystemen.

NASA is van plan om met O2O aan boord van het Orion-ruimtevaartuig te vliegen tijdens de eerste vlucht met astronauten, gebruik te maken van lasercommunicatie voor toekomstige bemande ruimtevluchten. Dankzij de hogere datasnelheden kunnen astronauten videoconferenties houden met de aarde en high-definition video streamen van verkenningsmissies buiten een lage baan om de aarde.

De recente lancering van NASA's laatste tracking- en datarelaysatelliet sloot een hoofdstuk af in de geschiedenis van ruimtecommunicatie. Toekomstige generaties Space Network-satellieten zullen lasertechnologieën bevatten die in dit decennium zijn ontwikkeld. De LCRD-missie is een belangrijke mijlpaal van die reis.

De LCRD-missie is een samenwerking tussen NASA's Space Technology Mission Directorate en NASA's Space Communications and Navigation programmabureau, en wordt ontwikkeld in samenwerking met het MIT Lincoln Laboratory. De LCRD-lading zal aan boord zijn van een ruimtevaartuig van de Amerikaanse luchtmacht als onderdeel van de missie Space Test Program (STP-3) en zal naar verwachting in 2019 worden gelanceerd.

Bezoek de website van de divisie Exploration and Space Communications voor meer informatie over LCRD en lasercommunicatie.