NASA稱,其即將負責異常金屬小行星的探索任務(wù)同時也將用于地球和深空之間激光通信的測試。
對“Psyche”進行探測的任務(wù)預(yù)計于2022年夏天展開,將于四年后到達小行星帶,對深空光通信(DSOC)硬件遠高于傳統(tǒng)射頻技術(shù)的帶寬傳輸數(shù)據(jù)性能進行測試。
雖然目前已經(jīng)開始有類似的激光通信系統(tǒng)在太空中運行——例如歐洲數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)——但這些系統(tǒng)都是圍繞地球軌道在運行。而“Psyche”的探測將成為激光通信技術(shù)在深空環(huán)境下的首次測試。
原行星
NASA噴氣推進實驗室(JPL)稱,“Psyche”測試任務(wù)是“獨特的金屬小行星之旅”,包括一顆鎳鐵金屬核外露的原行星。Psyche據(jù)說是被發(fā)現(xiàn)的第一批小行星之一,以希臘靈魂女神命名,測試直徑為近300公里。
該小行星的金屬結(jié)構(gòu)引起了行星科學(xué)家們的廣泛關(guān)注,Psyche任務(wù)的領(lǐng)導(dǎo)團隊為亞利桑那州立大學(xué)(ASU)的一個小組。ASU地球與太空探索學(xué)院院長Lindy Elkins-Tanton是該計劃的主要負責人。任務(wù)的有效載荷將包括一個高分辨率多光譜成像儀、磁力計和一個伽馬射線光譜儀。
目前對異常小行星形成的了解還不是太多,ASU的網(wǎng)頁是這樣敘述的:“知道Psyche的故事嗎?一種版本是,很久以前,遭受暴力沖擊的原行星內(nèi)部分離成巖石地幔和金屬核,之后剝離了地幔,只剩下金屬核。
“或者Psyche是一些沒有想像到的更不尋常的過程的幸存者?它能告訴我們有關(guān)無處不在的行星的形成過程以及地球、火星、金星和水星的內(nèi)部組成?
激光信標
深空激光通信
DSOC機制是從地球發(fā)射波長為1064納米的激光信標以輔助系統(tǒng)穩(wěn)定地準直,使得有效負載能夠?qū)⒏邘拏鬏敿す猓úㄩL1550納米)精確地反射回地面上的分離接收器(見上圖)。
激光信標將從JPL的加利福尼亞州桌山上的設(shè)施發(fā)送,而DSOC的數(shù)據(jù)由位于帕洛馬天文臺的大孔徑地面望遠鏡接收。
據(jù)JPL DSOC項目致力于飛行通信系統(tǒng)研究近二十年的技術(shù)人員Abhijit Biswas透露,運載的激光器是基于光纖主振蕩功率放大(MOPA)進行設(shè)計的。
據(jù)Biswas預(yù)計,硬件將在發(fā)射后約60天開始運行,測試則在向外推進的過程中開始運行。但是,最初的計劃可能只是從基于激光的通信系統(tǒng)發(fā)展到支持未來的火星計劃的第一步。
Biswas說:“激光通信將會極大地提高從火星到地球發(fā)送大量信息的能力,包括有效地傳輸高分辨率圖像流。”
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