NASA Kembali ke Bulan Dengan Gaya Teknologi Laser

Dikabarkan bahwa NASA sedang membangun pesawat ruang angkasa Orion dan kendaraan eksplorasi untuk membawa kru ke Bulan dan seterusnya dengan komunikasi teknologi laser yang akan mengirim video definisi tinggi dari ruang angkasa dalam waktu yang hampir bersamaan.



credit: 3DSculptor


Teknologi ini bukanlah hal yang baru, mungkin sebuah,masa depan komunikasi satelit, menurut Kevin Kelly, CEO LGS Innovations, yang menyediakan modem optik yang akan memungkinkan transmisi data broadband sangat tinggi ke dan dari Orion.

Wahana antariksa saat itu membawa kru ke orbit bulan di awal tahun 2020-an. Teknologi ini dapat mengirimkan data jarak jauh dengan kecepatan hingga 100 kali lebih cepat daripada sistem frekuensi radio tradisional, menurut LGS.

Modem yang dibangun LGS untuk Orion akan mengubah data yang dihasilkan pada pesawat ruang angkasa menjadi sinyal optik sehingga dapat dipancarkan dari sekitar Bulan ke penerima di Bumi, dan sebaliknya. Perusahaan akan mengirimkan modem pada akhir 2019 agar sesuai dengan jadwal Orion.

Apa itu Komunikasi Laser?

Jenis komunikasi ini mempertinggi elektron khas (digunakan dalam lalu lintas internet konvensional atau komunikasi elektronik) ke dalam domain ringan. "Kami mengambil elektron dan mengeksitasi mereka ke tingkat daya yang lebih tinggi dan frekuensi yang lebih tinggi dan mengubah elektron menjadi foton," kata Kelly kepada GovernmentCIO Media. Foton-foton ini disalurkan melalui panjang gelombang tertentu, di luar keadaan listrik, naik ke domain foton.

"Keindahan menggunakan laser untuk berkomunikasi dengan pulsa listrik adalah bahwa mereka dapat difokuskan," kata Kelly. Jadi di mana komunikasi frekuensi radio menyebar seperti gelombang, menghilangkan daya pada area yang luas, komunikasi laser memfokuskan semua energi pada titik yang sangat kecil, menggunakan lebih sedikit energi untuk menyampaikan lebih banyak informasi. Dan, tentu saja, bergerak dengan kecepatan cahaya.

Fokus ke satu lokasi yang tepat membuat komunikasi laser lebih aman dan jauh lebih sulit untuk disadap dibandingkan dengan, katakanlah, komunikasi nirkabel pada ponsel yang memancarkan 360 derajat, terus-menerus memancarkan komunikasi.

LGS dan Pekerjaannya dengan Laser

Pekerjaan LGS dengan teknologi tanggal kembali ke tahun 1970-an. Pada akhir 1990-an dan awal 2000-an, LGS mengajukan tawaran pada program satelit dengan Angkatan Udara A.S. yang disebut Misi Sistem Komunikasi Satelit Transformasional (TSAT), berupaya meningkatkan bandwidth "jauh melebihi tautan [frekuensi radio] yang khas," kata Kelly.

Program TSAT akhirnya dibatalkan, tetapi LGS telah meluangkan waktu untuk menguji teknologi komunikasi lasernya, yang termasuk demonstrasi laboratorium direplikasi untuk lingkungan luar angkasa. Perusahaan terus berinvestasi dalam teknologi ini, akhirnya menciptakan sistem komunikasi laser ringan yang kuat yang dapat digunakan dalam berbagai orbit.

"Sepanjang jalan, kami menjaga Angkatan Udara, DOD dan NASA mengetahui apa yang kami lakukan," kata Kelly, menambahkan bahwa perusahaan mempertahankan hubungan dengan mitra industrinya, MIT Lincoln Laboratory, laboratorium penelitian dan pengembangan DOD.

MIT Lincoln Laboratory sekarang mengelola kontrak Orion dengan NASA dan bermitra dalam misi tersebut. Ketika tiba saatnya untuk memilih vendor laser untuk kapsul Orion, LGS berkompetisi dalam proses penawaran dan menang.

Menempatkan Laser untuk Digunakan pada Orion

LGS sedang membangun modem untuk misi Orion yang akan mengubah semua komunikasi listrik di pesawat ruang angkasa menjadi domain fotonik. Transmisi ini akan diintegrasikan oleh terminal laser MIT Lincoln Laboratory yang menampung teleskop dengan mekanisme penunjuk. Ini adalah bagaimana pesawat ruang angkasa akan berkomunikasi data dengan Bumi.

Modem akan mengumpulkan dan mengkomunikasikan data telemetri pada pesawat ruang angkasa, komunikasi suara dan video definisi tinggi saat Orion mengelilingi Bulan.

LGS membangun jenis modem ini sebelumnya; timnya saat ini sedang membangun satu untuk Orion. Kelly mengatakan akan melalui tinjauan desain awal dan kritis untuk penerimaan oleh MIT Lincoln Lab, dan kemudian akan melewati fase integrasi multi-tahun.

"Ini akan memiliki beberapa pekerjaan karena kami membantu tim yang lebih besar melakukan integrasi ke pesawat ruang angkasa, jadi mungkin ada beberapa perubahan setelah fakta," kata Kelly, karena modifikasi mungkin dibuat khusus untuk Orion. Jadi sebagian besar pekerjaan itu akan dilakukan pada 2019 ketika modem dikirimkan.

Implikasi masa depan

“Ini adalah masa depan komunikasi satelit. Keluar dari komunikasi [frekuensi radio] dengan reflektor dan piringan besar, dan masuk ke sinar laser, ”kata Kelly.

Ini bukan proyek LGS saja. Perusahaan ini juga membantu NASA mengadopsi komunikasi laser untuk misi lain, seperti pemancar laser ruang-dalam pertama untuk proyek Komunikasi Antariksa Optik Dalam Angkasa.

Kelly mengatakan pemancar ini akan menyediakan tautan komunikasi ke satelit penjelajahan hingga ke sabuk asteroid. "Satu-satunya cara efektif untuk melakukan komunikasi data kecepatan tinggi pada jarak itu adalah dengan menggunakan laser," katanya.

LGS juga bekerja pada modem laser ruang-bebas yang akan terbang di atas Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) sebagai demonstrasi pertama dari sistem komunikasi optik yang beroperasi penuh, dari ujung ke ujung. Mirip dengan Orion, sistem ini akan menyediakan tautan komunikasi data berkecepatan tinggi antara ISS dan Earth.

Adapun perluasan pasar secara keseluruhan, Kelly yakin kami pada masa-masa awal apa yang akan menjadi standar untuk komunikasi satelit dalam 10 tahun.