NASA lập kỷ lục liên lạc quang học cách xa 16 triệu km

Tàu vũ trụ Psyche của NASA thành công truyền dữ liệu về trạm dưới mặt đất với khoảng cách lớn gấp 40 lần khoảng cách Trái đất - Mặt trăng.

Bộ thí nghiệm DSOC trên tàu vũ trụ Psyche của NASA lập kỷ lục mới về liên lạc quang học khi truyền tín hiệu laser cận hồng ngoại với dữ liệu thử nghiệm qua khoảng cách 16 triệu km tới kính viễn vọng Hale của Đài quan sát Palomar, hạt San Diego, bang California, Interesting Engineering hôm 17/11 đưa tin. Với khoảng cách gấp 40 lần khoảng cách Trái đất - Mặt trăng, đây là màn trình diễn xa nhất từ trước đến nay của công nghệ này.

Tàu vũ trụ Psyche với bộ thu phát laser chuyến bay có nắp vàng của DSOC tại cơ sở Điều hành Không gian Astrotech tháng 12/2022. (Ảnh: NASA/Ben Smegelsky).

Tàu Psyche phóng lên không gian hồi tháng 10 với mục tiêu nghiên cứu tiểu hành tinh 16 Psyche. Thí nghiệm DSOC trên tàu nhằm trình diễn tốc độ truyền dữ liệu cao gấp 10 - 100 lần hệ thống tần số vô tuyến mà các tàu vũ trụ đang sử dụng hiện nay.

Liên lạc laser cận hồng ngoại và vô tuyến đều sử dụng sóng điện từ để truyền dữ liệu. Tuy nhiên, ánh sáng cận hồng ngoại gói dữ liệu thành các sóng chặt hơn nhiều, giúp trạm mặt đất nhận được nhiều dữ liệu hơn. Điều này rất hữu ích cho những nhiệm vụ thám hiểm bằng robot hoặc nhiệm vụ có phi hành đoàn trong tương lai, đồng thời hỗ trợ các công cụ khoa học có độ phân giải cao hơn.

Thí nghiệm đạt được cột mốc quan trọng vào ngày 14/11, khi bộ thu phát laser chuyến bay trên tàu Psyche khóa mục tiêu vào đèn hiệu laser đường lên được truyền từ Phòng thí nghiệm Kính viễn vọng Liên lạc Quang học tại Cơ sở Núi Table của Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) gần Wrightwood, California. Đèn hiệu laser đường lên chỉ dẫn cho bộ thu phát hướng tia laser đường xuống vào Palomar (cách núi Table 130 km về phía nam). Các hệ thống tự động trên bộ thu phát và các trạm mặt đất cũng điều chỉnh hướng của chúng.

"Đây là một trong nhiều cột mốc quan trọng với DSOC trong những tháng tới, mở đường cho liên lạc với tốc độ dữ liệu cao hơn, có thể truyền thông tin khoa học, hình ảnh độ phân giải cao và video, từ đó hỗ trợ cho bước nhảy vọt tiếp theo của nhân loại: đưa người đến sao Hỏa", Trudy Kortes, giám đốc Trình diễn Công nghệ tại trụ sở NASA ở Washington, cho biết.

"Thử nghiệm hôm 14/11 là lần đầu tiên kết hợp đầy đủ các thiết bị dưới mặt đất và bộ thu phát chuyến bay, đòi hỏi các nhóm điều hành DSOC và Psyche phải làm việc đồng bộ. Đó là thách thức lớn và chúng tôi còn rất nhiều việc phải làm, nhưng trong một thời gian ngắn, chúng tôi đã có thể truyền, nhận và giải mã một số dữ liệu", Meera Srinivasan, trưởng nhóm điều hành DSOC tại JPL, cho biết.

Liên lạc quang học đã được chứng minh ở quỹ đạo Trái đất thấp và lên tới Mặt trăng, nhưng DSOC là thí nghiệm đầu tiên trong không gian sâu. Việc chiếu tia laser qua khoảng cách hàng triệu km đòi hỏi phải nhắm cực kỳ chính xác.

Thí nghiệm cũng cần tính đến thời gian để ánh sáng truyền từ tàu vũ trụ đến Trái đất. Ở khoảng cách xa nhất giữa tàu Psyche với Trái đất, các photon cận hồng ngoại của DSOC sẽ mất khoảng 20 phút để truyền lại (trong thử nghiệm hôm 14/11, thời gian truyền từ tàu Psyche đến Trái đất là khoảng 50 giây). Trong thời gian đó, cả tàu vũ trụ lẫn hành tinh xanh đều dịch chuyển nên các tia laser đường lên và đường xuống cũng cần điều chỉnh theo sự thay đổi vị trí.

Cập nhật: 26/11/2023 VNE