وفي وقت سابق من هذا الشهر، نجحت المهمة القمرية المأهولة "أرتميس 2" التابعة للإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (ناسا) في إرسال أربعة رواد فضاء إلى مدار القمر، واستخدمت لأول مرة جيلًا جديدًا من نظام الاتصالات بالليزر على نطاق واسع في المهمة لنقل صور عالية الوضوح إلى الأرض في الوقت الفعلي.في هذه العملية، لا تشمل المحطات الأرضية المسؤولة عن استقبال المهام محطات ناسا الرئيسية المنتشرة في الولايات المتحدة فحسب، بل تشمل أيضًا مجموعة من المحطات التجريبية منخفضة التكلفة التي تم بناؤها بشكل مشترك من قبل الشركتين الناشئتين Observable Space وQuantum Opus والمنتشرة في الجامعة الوطنية الأسترالية.
ووفقا للتقارير، نجحت هذه المجموعة من المحطات التجريبية في استقبال إشارات بيانات ليزر من مركبة أوريون الفضائية التي تدور حول القمر، بمعدل وصلة هابطة يبلغ 260 ميغابت في الثانية، وتم استخدامها لنقل البيانات مثل الصور ومقاطع الفيديو الملتقطة خلال المهمة. وقالت الشركتان إن هذه النتيجة تثبت أن إنشاء روابط بيانات عالية الإنتاجية بين الأرض والمركبات الفضائية في الفضاء السحيق لا يتطلب بالضرورة مرافق مخصصة باهظة الثمن، ويمكن أيضًا أن تكون الأنظمة منخفضة التكلفة نسبيًا فعالة.
وتكون المحطة مسؤولة عن التقاط وقفل إشارة الليزر من أوريون باستخدام التلسكوب والبرمجيات المقدمة من شركة Observable Space، ومن ثم فك تشفير البيانات من خلال مستشعر الفوتون الذي طورته شركة Quantum Opus. وقالت الشركتان إنه بالمقارنة مع مرافق استقبال اتصالات الفضاء السحيق التقليدية "المخصصة" التي غالبا ما تتطلب استثمارات بعشرات الملايين من الدولارات، فإن التكلفة الإجمالية لهذا النظام أقل من 5 ملايين دولار أمريكي، وميزة التكلفة كبيرة للغاية. في هذا العرض التوضيحي، نجحت محطات الاستقبال الرئيسية التابعة لناسا في كاليفورنيا ونيو مكسيكو، جنبًا إلى جنب مع المحطات التجريبية منخفضة التكلفة في أستراليا، في استقبال وفك تشفير تدفقات الفيديو بدقة 4K من الرحلة القمرية.
واصلت وكالة ناسا تعزيز عرض تكنولوجيا الاتصالات بالليزر في الفضاء السحيق على مدى السنوات القليلة الماضية، بما في ذلك مهمة كويكب لإظهار ارتباط البيانات مع مركبة فضائية على بعد 218 مليون ميل من الأرض. بالمقارنة مع اتصالات الترددات الراديوية، التي لا تزال الخيار السائد، يتمتع الاتصال بالليزر بمزايا كبيرة في عرض النطاق الترددي وقدرات إنتاجية البيانات، ويعتبر تقنية رئيسية لتلبية احتياجات البيانات لمهام استكشاف الفضاء السحيق المستقبلية وشبكات الأقمار الصناعية واسعة النطاق. ومع ذلك، فإن سلسلة الليزر تتأثر بسهولة بالغيوم والطقس، ويجب أن تحافظ على خط رؤية واضح للهدف. ولذلك، يتطلب تخطيط المحطة الأرضية نشرًا موزعًا عبر المناطق وخطوط الطول لتحسين التوفر والموثوقية. اخترنا هذه المرة إنشاء محطة في أستراليا، خارج الولايات المتحدة القارية، وذلك على وجه التحديد بسبب اعتبار تغطية الفترة الزمنية على الجانب الآخر من الأرض.
وأشار جوش كاسادا، المؤسس المشارك لشركة Quantum Opus ورائد الفضاء الأمريكي السابق، إلى أنه في أول صور "Earthrise" التي التقطها رواد فضاء Artemis II، كانت القارة الأولى التي ظهرت في الصورة هي أستراليا، مما يجعل هذا العرض التوضيحي لإنشاء محطة في أستراليا رمزيًا بشكل خاص.
بعد المهمة، قال دان رورك، الرئيس التنفيذي لشركة Observable Space، إن هذه المهمة أثبتت أن الوصلة الهابطة لبيانات الليزر من الفضاء إلى الأرض لديها الظروف اللازمة للتحرك نحو التسويق والنشر على نطاق واسع. في الوقت الحاضر، يتم استخدام وصلات الليزر على نطاق واسع في الاتصالات الفضائية بين الأقمار الصناعية. ومع ذلك، في الماضي، كان نادرًا ما يستخدم لنقل البيانات مباشرة من الفضاء إلى الأرض. أحد الأسباب المهمة هو أن التكلفة مرتفعة للغاية. يعتقد رولك أنه مع ظهور حلول طرفية مماثلة منخفضة التكلفة، يمكننا أن نبدأ في تصور نشر شبكة استقبال أرضية ليزرية مفتوحة لأنظمة الأقمار الصناعية المختلفة حول العالم.
وكشف أن Observable Space تخطط لتعزيز توسيع هذه الشبكة في العام المقبل وما بعده، لكن لم يتم الإعلان عن الاستراتيجية الكاملة بعد. فيما يتعلق بنماذج الأعمال، تقوم الشركة بتقييم مسارات متعددة، بما في ذلك بناء وتشغيل شبكات المحطات الأرضية بشكل مستقل، والتعاون مع مقدمي "المحطة الأرضية كخدمة" الحاليين، أو التعاون مع المشغلين مع مجموعات الأقمار الصناعية واسعة النطاق، الذين سيبنون ويحتفظون بالبنية التحتية الرئيسية بأنفسهم. ومن وجهة نظره، بغض النظر عن المسار الذي سيتم اتباعه، فإن المفتاح هو تحويل قدرات الاتصال الليزرية المتطورة في الفضاء السحيق والتي كانت في السابق "مخصصة للاستخدام" فقط في عدد قليل من المهام، إلى بنية تحتية عادية يمكن استخدامها عند الطلب وبالحجم.
مدفوعة بعودة "أرتميس" إلى خطة القمر، يستمر الطلب على البيانات ذات السعة العالية مثل الصور ومقاطع الفيديو من مهمات الفضاء السحيق في الارتفاع، في حين أن الطلب من مشغلي الأقمار الصناعية التجارية في مجالات مثل مراقبة الأرض والإنترنت عريض النطاق والحمولات العلمية ينمو أيضًا بسرعة. ويعتقد مراقبو الصناعة أن عرض الاتصال بالليزر خلال رحلة أرتميس 2 حول القمر ليس فقط اختبارًا مركزًا لخارطة الطريق الفنية المتعددة السنوات لناسا، ولكنه يوفر أيضًا نموذجًا واقعيًا للمؤسسات الخاصة للمشاركة في بناء بنية تحتية عالمية لاتصالات الليزر. ومع نضوج المحطات الضوئية المنخفضة التكلفة وتكنولوجيا الكشف عن الفوتون، من المتوقع أن تتسارع المنافسة والتعاون التجاريان حول شبكة الاتصالات الضوئية عالية الإنتاجية "الفضاء-الأرض" على نطاق عالمي في السنوات القليلة المقبلة.