Egy repülőgépről küldött lézerrel 4K-s adatfolyamot az űrállomásra a NASA

A távolság, a vezeték nélküli átvitel és az időjárás ellenére a NASA-nak sikerült 900 Mbps feletti adatátviteli sebességet elérni.

Az optikai kommunikációnak a jövőbeli űrmissziókban való szabványosítására irányuló folyamatos erőfeszítései részeként a NASA május végén belekezdett egy tesztsorozatba, amelynek során egy lézerterminált szereltek fel egy kis egymotoros repülőgépre. Ez a repülőgép az Erie-tó felett repülve 4K felbontású videót közvetített az ohiói Clevelandben található földi állomásra, amelyet a NASA White Sands-i tesztlétesítményébe továbbított. Onnan a jelet a NASA LCRD (Laser Communications Relay Demonstration) műholdjára küldték, amely továbbította azt az ISS-re. Az ISS a jelet az integrált LCRD alacsony Föld körüli pályán működő felhasználói modem és erősítő terminálján (ILLUMA-T) keresztül fogadta, majd visszaküldte a Földre.

"Ezek a kísérletek óriási eredményt jelentenek” - mondta Dr. Daniel Raible, a NASA High-Rate Delay Tolerant Networking (HDTN) projektjének vezető kutatója. „Most már építhetünk a 4K HD videók űrállomásra és űrállomásról történő streamelésének sikerére, hogy a jövőben olyan képességeket, például HD videokonferenciát biztosítsunk az Artemis űrhajósai számára, amelyek fontosak lesznek a legénység egészségi állapota és a tevékenységek koordinálása szempontjából.” A NASA reméli, hogy ugyanez a technológia lehetővé teszi majd a jövőbeni holdraszállások és küldetések szinte valós idejű élő közvetítését a Földre.


A HDTN a kísérlet kritikus eleme - ez a NASA kiöregedő DTN protokolljának továbbfejlesztése, amely a 2000-es évek eleje óta része az űrhálózatoknak. A NASA szerint a HDTN-kapcsolatok négyszer gyorsabbak, köszönhetően a lézeroptikai kommunikáció támogatásának. A DTN-hez hasonlóan a HDTN is lehetővé teszi, hogy a föld-űr hálózat különböző csomópontjai adatokat tároljanak a jel megszakadása esetén, és az adatokat egyik csomópontról a másikra továbbítja, ha a különböző kapcsolatok között tiszta jel áll rendelkezésre.

A NASA május 30. óta végez tesztrepüléseket a lézerrel felszerelt repülőgéppel, de a NASA Glenn Kutatóközpontjában dolgozó szakembereknek június 26-ig kellett várniuk arra, hogy végre elküldjék az adatokat az ISS-re. A NASA naponta több repülést is végrehajtott, összesen több mint 48 órányi repülés közbeni tesztelést végeztek. Minden egyes tesztet követően a HDTN-hálózaton számos teljesítményjavítást végeztek. Ezek a finomítások a hálózaton (az ISS-en, a földi csomópontokon és a Glenn-hálózaton) végbement konfigurációs frissítéseket, valamint a hálózati átvitel módosítását foglalták magukban, a csomagok számának és a valós idejű szállítási protokollcsomagok küldésének áthangolásával.

"A nyílt forráskódú HDTN szoftverünkhöz számos új funkciót adtunk hozzá a Naprendszer internetének kiépítésére törekedve, például csevegőalkalmazásokat, e-mail szolgáltatásokat, óraszinkronizációt, valamint audio- és videostreaming szolgáltatásokat” - mondta Raible. „Jelenleg mesterségesen késleltetést idézünk elő a kapcsolatokban, hogy a repülőgépet egy holdi űrhajó reprezentálására használhassuk, és kiértékelhessük az így kapott hálózati teljesítményt.”


A kísérletnek most vége - legalábbis ami az ISS-t illeti. Az ILLUMA-T modul, amely lehetővé tette, hogy az ISS a legutóbbi kísérletben 4K-s videót, egy korábbi kísérletben pedig kisállatokról készült fényképeket fogadjon június 29-én elérte kísérleti élettartama végét. A NASA a múlt hónap végén, hat hónapos használat után kidobta a modult az állomásról, az most a Föld körül kering, amíg néhány év múlva visszatéréskor el nem ég. A NASA azt tervezi, hogy a hónap végéig folytatja a 4K videoátvitel tesztelését a repülőgép és az LCRD között az ISS bevonása nélkül. Ezt követően a lézeres kommunikáció következő nagy tesztjére a várhatóan jövő év végén induló Artemis II küldetésig kell várni.

Hasonló rendszereket tesztelnek a mélyűrben is: a NASA-nak sikerült optikai kapcsolatot teremtenie a Psyche szondával, amely jelenleg több mint 226 millió kilométerre van a Földtől. Ez nagyjából az átlagos távolság a Földtől a Marsig, így remélhetőleg mire az emberek leszállnak a vörös bolygón, a YouTube már csak egy kattintásnyira lesz.