美國宇航局使用國際空間站 - 一個足球場大小的繞地球運行的航天器 - 來了解更多關(guān)于在太空中生活和工作的信息。20多年來，空間站為生物學、技術(shù)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的調(diào)查和研究提供了一個獨特的平臺。它是宇航員進行實驗的家園，包括提高NASA的空間通信能力。

2023年，美國宇航局將向空間站發(fā)送一項名為集成LCRD低地球軌道用戶調(diào)制解調(diào)器和放大器終端（ILLUMA-T）的技術(shù)演示。ILLUMA-T和2021年<>月發(fā)射的激光通信中繼演示（LCRD）將共同完成NASA的第一個雙向端到端激光中繼系統(tǒng)。

ILLUMA-T光學模塊由白色保護蓋覆蓋。

ILLUMA-T的光學模塊被保護膜覆蓋的特寫。

學分：美國宇航局/丹尼斯亨利

通過ILLUMA-T，美國宇航局的空間通信和導航（SCaN）項目辦公室將展示空間站激光通信的力量。激光通信系統(tǒng)使用不可見的紅外光以更高的數(shù)據(jù)速率發(fā)送和接收信息。有了更高的數(shù)據(jù)速率，任務(wù)可以在一次傳輸中將更多的圖像和視頻發(fā)送回地球。一旦安裝在空間站上，ILLUMA-T將展示更高的數(shù)據(jù)速率對低地球軌道任務(wù)的好處。

“激光通信為任務(wù)提供了更大的靈活性和從太空獲取數(shù)據(jù)的快速方式，”NASASCaN計劃前副副局長Badri Younes說?！拔覀冋趯⑦@項技術(shù)整合到地球附近，月球和深空的演示中。

除了更高的數(shù)據(jù)速率外，激光系統(tǒng)更輕，功耗更低——這是設(shè)計航天器時的一個關(guān)鍵優(yōu)勢。ILLUMA-T大約是標準冰箱的大小，將被固定在空間站的外部模塊上，以使用LCRD進行演示。

目前，LCRD正在展示距離地球22，000英里的地球同步軌道激光中繼的好處，通過在兩個地面站之間傳輸數(shù)據(jù)并進行實驗以進一步完善NASA的激光能力。

“一旦ILLUMA-T進入空間站，終端將以每秒1.2千兆位的速度向LCRD發(fā)送高分辨率數(shù)據(jù)，包括圖片和視頻，”ILLUMA-T副項目經(jīng)理Matt Magsamen說。“然后，數(shù)據(jù)將從LCRD發(fā)送到夏威夷和加利福尼亞的地面站。該演示將展示激光通信如何使低地球軌道任務(wù)受益。

ILLUMA-T作為SpaceX為NASA執(zhí)行的第29次商業(yè)補給服務(wù)任務(wù)的有效載荷發(fā)射。在發(fā)射后的前兩周，ILLUMA-T將從龍飛船的后備箱中取出，安裝在空間站的日本實驗模塊暴露設(shè)施（JEM-EF）上，也稱為“Kibo” - 在日語中意為“希望”。

美國宇航局的激光通信路線圖。此圖像包括 2013 年 LLCD 任務(wù)、2021 年 LCRD 任務(wù)、2022 年 TBIRD 任務(wù)、2023 年 DSOC 任務(wù)、2023 年 ILLUMA-T 任務(wù)和 2024 年 O2O 任務(wù)。

美國宇航局的激光通信路線圖：在各種空間條件下的多個任務(wù)中展示激光通信能力。

學分：美國宇航局/戴夫瑞安

ILLUMA-T團隊在戈達德潔凈室的有效載荷前。

戈達德ILLUMA-T團隊在潔凈室的有效載荷前。

學分：美國宇航局/丹尼斯亨利

有效載荷安裝后，ILLUMA-T團隊將進行初步測試和在軌檢查。一旦完成，該團隊將通過有效載荷的第一束光 - 這是一個關(guān)鍵的里程碑，該任務(wù)通過其光學望遠鏡將其第一束激光傳輸?shù)絃CRD。

一旦達到第一縷曙光，數(shù)據(jù)傳輸和激光通信實驗將開始并在整個計劃任務(wù)期間繼續(xù)進行。

在不同場景中測試激光器

未來，可操作的激光通信將補充射頻系統(tǒng)，今天大多數(shù)天基任務(wù)都使用無線電頻率系統(tǒng)將數(shù)據(jù)送回家。ILLUMA-T不是第一個在太空中測試激光通信的任務(wù)，但使NASA更接近該技術(shù)的操作注入。

除了LCRD，ILLUMA-T的前身還包括2022年TeraByte紅外傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前正在低地球軌道的小型立方體衛(wèi)星上測試激光通信;月球激光通信演示，在2014年月球大氣和塵埃環(huán)境探測器任務(wù)期間將數(shù)據(jù)往返于月球軌道和地球;以及2017年激光通信科學的光學有效載荷，該模型展示了與無線電信號相比，激光通信如何加快地球和太空之間的信息流動。

測試激光通信在各種情況下產(chǎn)生更高數(shù)據(jù)速率的能力將有助于航空航天界進一步完善未來月球、火星和深空任務(wù)的能力。

ILLUMA-T有效載荷由位于馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心管理。合作伙伴包括位于休斯頓的美國宇航局約翰遜航天中心的國際空間站項目辦公室和麻省理工學院林肯實驗室。ILLUMA-T由華盛頓NASA總部的空間通信和導航（SCaN）計劃資助。