آنتن پیشرفته‌ای که مهندس ایرانی برای ناسا ساخت

یکی از نکات برجسته ماموریت سایکی (Psyche) ناسا به سوی سیارکی با همین نام، واحد ارتباطات نوری فضای عمیق (DSOC) آن است که یک گیرنده لیزری است که قادر به ارسال و دریافت سیگنال‌های لیزری است و ارتباطات را چندین برابر سریع‌تر از سیستم‌های رادیویی معمولی امکان‌پذیر می‌کند.

به گزارش ایسنا، از زمانی که این کاوشگر رباتیک در ۱۳ اکتبر ۲۰۲۴ پرتاب شده تاکنون موفقیت‌های چشمگیری داشته است. در ماه نوامبر، واحد ارتباطات نوری فضای عمیق (DSOC) با موفقیت داده‌ها را از فاصله ۱۶ میلیون کیلومتری معادل ۴۰ برابر فاصله زمین تا ماه انتقال داد.

تنها مشکل این است که ارتباط بین زمین و سایکی از طریق یک مجموعه آزمایشی برقرار می‌شود. واحد ارتباطات نوری فضای عمیق با کمک یک برج لیزری که از آزمایشگاه تلسکوپ ارتباطات نوری در تاسیسات کوه تیبل (Table) ناسا در نزدیکی رایت‌وود کالیفرنیا ارسال شده بود، به سمت تلسکوپ هیل (Hale) در رصدخانه پالومار کلتک در شهرستان سن دیگو کالیفرنیا مورد هدف قرار گرفت.

این یک روش بسیار ساده برای توصیف یک سیستم بسیار پیچیده است که به انواع کمک‌های خودکار به اضافه توانایی پیش‌بینی موقعیت و قفل شدن روی یک فضاپیما که آن‌قدر دور است که سیگنال ارسالی باید ۲۰ ثانیه مسافت را طی کند تا به هدف برسد، نیاز دارد. همچنین به معنای جفت کردن دو رصدخانه نجومی بسیار گرانقیمت بود که پژوهشگران باید برای استفاده از آن‌ها از سال‌ها قبل برنامه‌ریزی کنند.

آنچه ناسا ترجیح می‌دهد چیزی اختصاصی‌تر و دائمی‌تر است، بنابراین در یک پروژه جداگانه در حال کار بر روی یک آنتن هیبریدی است که می‌تواند در سه ایستگاه شبکه فضایی عمیق واقع در گلدستون کالیفرنیا، مادرید اسپانیا و کانبرای استرالیا ادغام شود.

نسخه آزمایشی این سیستم شامل یک آنتن ۳۴ متری فرکانس رادیویی-اپتیکال هیبریدی به نام «ایستگاه فضایی عمیق ۱۳» در مجتمع ارتباطات فضای عمیق گلدستون کالیفرنیاست.

برای این آزمایش، دیش (بشقاب) غول پیکر با هفت آینه تقسیم‌بندی شده فوق‌العاده دقیق معادل یک تلسکوپ با دیافراگم یک متری تنظیم شده است. این دیش پرتوی لیزر را از فضا می‌گیرد و آن را بر روی گیرنده‌ای به شکل یک دوربین با نوردهی بالا که به بازتابنده فرعی آنتن در بالای مرکز بشقاب معلق است، متمرکز می‌کند. سپس سیگنال توسط فیبر نوری به یک آشکارساز تک فوتونی نانوسیم نیمه رسانای خنک شده با خنک کننده برودتی فرستاده می‌شود تا آن را تا سطوح قابل خواندن تقویت کند.
به گفته ناسا، این آنتن طی این آزمایش توانست ارتباط خود را با سایکی حفظ کند و در اواخر سال گذشته توانست یک داون‌لینک با سرعت ۱۵.۶۳ مگابیت بر ثانیه یا حدود ۴۰ برابر سرعت رادیو در فاصله ۳۲ میلیون کیلومتری ایجاد کند. همچنین قادر بود سیگنال رادیویی کاوشگر را به طور همزمان دریافت کند.

امید است که این آنتن هیبریدی بتواند در فاصله‌ای معادل فاصله مریخ در دورترین نقطه خود از زمین معادل ۳۷۴ میلیون کیلومتر تماس خود را با سایکی حفظ کند.

ناسا می‌گوید گام بعدی این است که آرایه آینه نوری را به اندازه یک تلسکوپ ۸ متری افزایش دهیم و برخی از ۱۴ بشقاب تشکیل دهنده DSN را برای جمع‌آوری سیگنال‌های لیزری پرسرعت و پایین آوردن ترافیک رادیویی سرعت مجدداً بازسازی کنیم.

برزیا تهرانی، معاون سیستم‌های ارتباطی زمینی و مدیر تحویل آنتن هیبریدی گفت: دهه‌هاست که فرکانس‌های رادیویی جدیدی را به آنتن‌های غول پیکر DSN در سراسر جهان اضافه می‌کنیم، بنابراین عملی‌ترین گام بعدی گنجاندن فرکانس‌های نوری است. ما در آزمایشگاه JPL می‌توانیم چیزی داشته باشیم که هر دو کار را همزمان انجام می‌دهد. در واقع در حال تبدیل جاده‌های ارتباطی خود به بزرگراه و صرفه‌جویی در زمان، هزینه و منابع هستیم.