Демонстрационная система состоит из бортового лазерного трансивера, наземного лазерного передатчика и наземного лазерного приемника. Трансивер был установлен на космическом корабле Psyche, который отправится к уникальному металлическому астероиду (также называемому Psyche) вращающемуся вокруг Солнца между Марсом и Юпитером.

Ожидается, что Малькольм Райт из Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института представит результаты испытаний сборки летного лазерного передатчика DSOC и наземного передатчика восходящей линии связи на Конгрессе Optica Laser Congress уже 15 декабря.

Проверка оптической связи в дальнем космосе позволит передавать изображения высокой четкости во время роботизированных и пилотируемых исследований планетарных тел, используя ресурсы, сравнимые с новейшими радиочастотными средствами связи.

Передача в дальний космос

Хотя оптическая связь в свободном пространстве из космоса на землю была продемонстрирована на таком расстоянии, как между Землей и Луной, расширение связи до горизонтов дальнего космоса требует новых типов лазерных передатчиков. Лазер нисходящей линии связи должен иметь высокую фотонную эффективность, поддерживая при этом пиковую мощность около киловатта. Лазер восходящей линии связи требует средней мощности в несколько киловатт с узкой шириной линии, хорошим качеством луча и низкой скоростью модуляции.

В сборке передатчика летного лазера используется лазер-усилитель мощности задающего генератора на основе волокна Er-Yb со средней мощностью 5 Вт, основанный на волокне Er-Yb, с дискретной шириной импульса от 0,5 до 8 нс в поляризованном выходном луче на длине волны 1550 нм с коэффициентом экстинкции более 33 дБ. Лазер уже прошел лабораторную проверку и испытания в соответствующей окружающей среде, прежде чем был установлен на космический корабль. Непрерывное тестирование бортового лазерного передатчика с наземным приемником также подтвердило характеристики оптической линии для различных форматов импульсов и проверило интерфейс с электронным блоком DSOC.

Запуск нового подхода

Сборка наземного передатчика восходящей линии связи может поддерживать оптические каналы со средней мощностью до 5,6 кВт на длине волны 1064 нм. Он включает в себя оптоволоконные лазерные передатчики с непрерывной длиной волны 10-киловаттного класса, модифицированные для поддержки форматов модуляции. Удаленно расположенный охладитель обеспечивает управление температурой для лазеров и источников питания. Лазер восходящей линии связи также обеспечит световой маяк, на котором может зафиксироваться бортовой приемопередатчик.

"Использование нескольких отдельных лазерных источников, которые распространяются через вспомогательные апертуры на главном зеркале телескопа, снижает потребность в мощности от одного источника, — говорит Райт. — Это также позволяет смягчить атмосферную турбулентность и уменьшить плотность мощности на зеркалах телескопа".

Теперь, когда испытания на уровне космического корабля завершены, Psyche с летным лазерным приемопередатчиком на борту будет помещен в ракету-носитель. Демонстрация технологии DSOC начнется вскоре после запуска и будет продолжаться в течение одного года, пока космический корабль будет удаляться от Земли и в конечном итоге пролетит мимо Марса.