In de komende jaren, duizenden satellieten, naar verwachting zullen verschillende ruimtetelescopen van de volgende generatie en zelfs enkele ruimtehabitats in een baan om de aarde worden gelanceerd. voorbij de aarde, meerdere missies zijn gepland om naar het maanoppervlak te worden gestuurd, naar Mars, en verder. Naarmate de aanwezigheid van de mensheid in de ruimte toeneemt, de hoeveelheid gegevens die regelmatig naar de aarde wordt teruggestuurd, bereikt de grenzen van wat radiocommunicatie aankan.

Om deze reden, NASA en andere ruimteagentschappen zijn op zoek naar nieuwe methoden om informatie heen en weer door de ruimte te sturen. Nu al, optische communicatie (die afhankelijk is van lasers om informatie te coderen en te verzenden) wordt ontwikkeld, maar ook andere, meer radicale concepten worden onderzocht. Deze omvatten röntgencommunicatie, die NASA zich voorbereidt om in de ruimte te testen met behulp van hun XCOM-technologiedemonstrator.

Sinds de oprichting in 1958, NASA vertrouwt uitsluitend op radiocommunicatie om in contact te blijven met al zijn missies buiten de aarde. Veel hiervan is afgehandeld door NASA's Deep Space Network (DSN), een wereldwijd netwerk van gigantische radioantennes dat alle interplanetaire missies van NASA en sommige missies naar een lage baan om de aarde (LEO) heeft ondersteund.

Maar met hernieuwde missies naar de maan, bemande missies naar Mars, en een groeiend aantal miniatuursatellieten die in de nabije toekomst komen, NASA heeft een efficiënter en robuuster communicatiesysteem nodig dan ooit tevoren. Tot dusver, het gebruik van lasers om gegevens te coderen en te verzenden is veelbelovend gebleken, in staat om 10 tot 100 keer efficiënter te werken dan radiosystemen.

Echter, NASA kijkt verder dan deze delen van het spectrum om de informatiestroom op te vangen. Dit is waar het concept van röntgencommunicatie (XCOM) in het spel komt, die nog meer voordelen bieden dan lasers. Voor een, Röntgenstralen hebben veel kortere golflengten dan zowel radiogolven als lasers en kunnen in strakkere bundels uitzenden.

Dit betekent dat er meer informatie kan worden verzonden met hetzelfde zendvermogen, en er zou minder energie nodig zijn over lange afstanden - althans in theorie. In aanvulling, Röntgenstralen hebben ook het voordeel dat ze het hete plasma kunnen binnendringen dat zich opbouwt wanneer ruimtevaartuigen met hypersonische snelheden de atmosfeer van de aarde opnieuw binnenkomen.

Deze plasma-omhulsels veroorzaken gedurende enkele seconden een communicatiestoring met ruimtevaartuigen, waardoor missiecontrollers niet weten of de bemanningen veilig zijn totdat ze landen. Om te testen of een dergelijk systeem zal werken, technici van NASA's Goddard Space Flight Center hebben de Modulated X-ray Source (MXS) gemaakt, die de komende jaren zal worden getest aan boord van het International Space Station (ISS).

Om deze test uit te voeren, de MXS zal worden bestuurd met behulp van de NavCube - een computer- en navigatietechnologie aan boord van het ISS - om gecodeerde gegevens via röntgenpulsen van het ene uiteinde van het station naar het andere te sturen. Deze pulsen (die met een snelheid van meerdere keren per seconde worden afgevuurd) worden ontvangen door de Neutron-star Interior Composition Explorer (NICER).

Deze eerste test omvat het verzenden van GPS-signalen, maar het ontwikkelteam hoopt ook iets ingewikkelders te kunnen sturen. Als Jason Mitchell, een ingenieur bij NASA's Goddard Spaceflight Center die hielp bij het ontwikkelen van de technologiedemonstratie, uitgelegd in een NASA-persbericht:

"We hebben lang gewacht om dit vermogen te demonstreren. Voor sommige missies, XCOM kan een ondersteunende technologie zijn vanwege de extreme afstanden waar ze moeten opereren... Ons doel voor de nabije toekomst is het vinden van geïnteresseerde partners om deze technologie verder te helpen ontwikkelen."

Hoewel voornamelijk gebouwd om gegevens te verzamelen over neutronensterren en pulsars, NICER heeft zijn capaciteiten ook gebruikt om technologieën te demonstreren die afhankelijk zijn van röntgenstralen. Bijvoorbeeld, in 2017 toonde NICER aan dat pulsars kunnen worden gebruikt als timingbronnen voor deep-space-missies om hun locatie te bepalen - waarmee effectief de effectiviteit van röntgennavigatie in de ruimte wordt aangetoond.

Vanaf dat moment, NICER's vermogen om opkomende technologieën te demonstreren heeft de aandacht getrokken van NASA-wetenschappers die op zoek zijn naar het plan voor het volgende tijdperk van menselijke ruimtevluchten. Het vermogen om röntgenstralen en andere lichtbronnen te gebruiken voor navigatie en communicatie is zo'n gebied van potentiële ontwikkeling.

Indien succesvol, het MXS-experiment kan efficiënter, gigabits-per-seconde datasnelheden voor deep space-missies, die allerlei lucratieve missies buiten de aarde zou kunnen accommoderen.