Công nghệ truyền thông bằng laser giúp liên lạc cách xa hàng triệu dặm

[Hanna]

Một thí nghiệm của Cơ quan hàng không, vũ trụ Mỹ (NASA) vừa đạt được cột mốc quan trọng đầu tiên khi thực hiện thành công cuộc trình diễn xa nhất về truyền thông bằng tia laser.

CNN đưa tin, bản demo công nghệ này một ngày nào đó có thể giúp các sứ mệnh của NASA thăm dò sâu hơn vào không gian và khám phá thêm nhiều điều về nguồn gốc của vũ trụ.Ra mắt vào giữa tháng 10, sứ mệnh Psyche hiện đang trên đường giúp nhân loại lần đầu tiên nhìn thấy một tiểu hành tinh có cấu tạo phần lớn từ các nguyên tố kim loại nằm giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc. Tàu vũ trụ sẽ mất sáu năm tiếp theo để di chuyển khoảng 2,2 tỷ dặm (3,6 tỷ km) để đến được phần bên ngoài của vành đai tiểu hành tinh chính.

Đồng hành cùng chuyến đi là cuộc trình diễn công nghệ truyền thông quang học không gian sâu, hay DSOC, đang thực hiện sứ mệnh của riêng mình trong hai năm đầu tiên của cuộc hành trình.Bản demo công nghệ được thiết kế để trở thành thử nghiệm xa nhất của cơ quan vũ trụ Hoa Kỳ về truyền thông bằng laser băng thông cao, kiểm tra việc gửi và nhận dữ liệu đến và từ Trái đất bằng cách sử dụng tia laser cận hồng ngoại vô hình. Tia laser có thể gửi dữ liệu với tốc độ gấp 10 đến 100 lần tốc độ của hệ thống sóng vô tuyến truyền thống mà NASA sử dụng trong các sứ mệnh khác.

Nếu thành công hoàn toàn trong vài năm tới, thí nghiệm này có thể là nền tảng tương lai của công nghệ được sử dụng để liên lạc với con người khi khám phá Sao Hỏa.

Và DSOC gần đây đã đạt được điều mà các kỹ sư gọi là “ánh sáng đầu tiên”, đó là kỳ tích gửi và nhận thành công dữ liệu đầu tiên từ khoảng cách xa kỷ lục. Thí nghiệm lần đầu tiên chiếu tia laser được mã hóa với dữ liệu từ xa trong không gian với mức khoảng cách kỷ lục đến Trái đất. Dữ liệu thử nghiệm được gửi từ khoảng cách gần 10 triệu dặm (16 triệu km) và tới được Kính viễn vọng Hale tại Đài quan sát Palomar của Viện Công nghệ California ở Pasadena, bang California (Mỹ).

Khoảng cách giữa DSOC và Hale xa hơn khoảng 40 lần so với khoảng cách từ mặt trăng đến Trái đất.

“Đạt được ánh sáng đầu tiên là một trong nhiều cột mốc quan trọng của DSOC trong những tháng tới, mở đường cho truyền thông tốc độ dữ liệu cao hơn có khả năng gửi thông tin khoa học, hình ảnh độ phân giải cao và truyền phát video để hỗ trợ cho bước nhảy vọt tiếp theo của nhân loại: đưa con người đi lên sao Hỏa” - Trudy Kortes, giám đốc trình diễn công nghệ của Ban Giám đốc sứ mệnh công nghệ vũ trụ tại NASA, cho biết trong một tuyên bố.

Thành công đầu tiên của công nghệ này đạt được vào ngày 14-11, xảy ra khi thiết bị thu phát laser bay trên Psyche nhận được đèn hiệu laser được gửi từ phòng thí nghiệm kính viễn vọng truyền thông quang học tại cơ sở Núi Bàn của Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của NASA gần Wrightwood, California.

Đèn hiệu ban đầu mà bộ thu phát của Psyche nhận được đã giúp thiết bị nhắm tia laser của nó để gửi dữ liệu trở lại kính thiên văn Hale, nằm cách Núi Bàn khoảng 100 dặm (160 km) về phía nam.

Meera Srinivasan, trưởng nhóm điều hành DSOC tại JPL, đặt tại Pasadena, California, cho biết: “Cuộc thử nghiệm ngày 14 tháng 11 là cuộc thử nghiệm đầu tiên kết hợp đầy đủ các thiết bị mặt đất và bộ thu phát chuyến bay, yêu cầu các nhóm vận hành DSOC và Psyche phải làm việc song song. Đó là một thách thức ghê gớm 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”.

Đây không phải là lần đầu tiên thông tin liên lạc bằng laser được thử nghiệm trong không gian. Thử nghiệm đầu tiên về giao tiếp bằng laser hai chiều diễn ra vào tháng 12 năm 2021 khi sứ mệnh Trình diễn Rơle truyền thông laser của NASA được phóng và đi vào quỹ đạo cách Trái đất khoảng 22.000 dặm (35.406 km).

Kể từ đó, các thí nghiệm đã gửi thông tin liên lạc quang học từ quỹ đạo Trái đất tầm thấp và tới mặt trăng. Và tàu vũ trụ Artemis II sẽ sử dụng thông tin liên lạc bằng laser để quay lại video độ phân giải cao về hành trình của phi hành đoàn quanh mặt trăng.Nhưng DSOC đánh dấu lần đầu tiên thông tin liên lạc bằng laser được gửi qua không gian sâu, đòi hỏi mục tiêu cực kỳ chính xác và hướng tới hàng triệu dặm là khoảng cách của quá trình truyền.