Космические аппараты размером всего в десятки сантиметров впервые связались друг с другом с помощью лазера. Это может стать началом эпохи целых роёв небольших спутников, координирующих свои действия на орбите.
Речь идёт о двух кубсатах. Напомним, что это спутники, состоящие из одного или нескольких стандартных блоков-кубиков с ребром в 10 сантиметров. Они дёшевы в изготовлении и обычно запускаются попутно с большими миссиями, не требуя отдельного старта. Сейчас на орбите Земли уже около двух тысяч кубсатов.
Связь между собой установили аппараты OCSD и ISARA. Любопытно, что ни один из них не был на это рассчитан.
OCSD, запущенный в 2017 году, предназначен для лазерной связи с Землёй. Такая технология позволяет передавать большие объёмы данных с помощью самой миниатюрной аппаратуры, а это важно для спутника-"дюймовочки". Кроме того, она не требует частотной полосы в радиодиапазоне – дефицитного ресурса, выделяемого решением регулирующих органов.
На сегодняшний день OCSD уже продемонстрировал передачу данных со скоростью 200 мегабит в секунду на наземную станцию, оснащённую 30-сантиметровым телескопом.
В ходе новых испытаний "принимающей стороной" выступила миссия ISARA, также работающая с 2017 года. Она тоже предназначена для связи с Землёй. Для этого аппарат оснащён специальной антенной, работающей в ближнем инфракрасном диапазоне. Номинальная скорость передачи данных на спутник составляет 100 мегабит в секунду.
Кроме того, ISARA несёт дополнительные приборы. Это система CUMULOS, состоящая из одной оптической и двух инфракрасных камер. Её задача – наблюдать за земным шаром, регистрируя погодные явления, высотные облака и так далее.
Передающий лазер на OCSD, как и камеры CUMULOS на ISARA, были направлены на нашу планету в полном соответствии с изначальными целями миссий. Однако инженеры NASA развернули их "лицом друг к другу". К слову, проделать такой фокус с крупными аппаратами было бы намного сложнее.
В итоге лазерный луч, испущенный с OCSD, попал точно в инфракрасную камеру CUMULOS, хотя расстояние между аппаратами на тот момент составляло 2400 километров. Правда, в этот раз речь не шла о передаче данных, ведь система CUMULOS не была для этого предназначена. Фактически камера просто "увидела" вспыхнувшую и погасшую яркую точку (её можно различить на GIF-изображении ниже).
Тем не менее эксперимент продемонстрировал, что сама задача попасть лазерным лучом, испущенным одним кубсатом, в другой, расположенный в тысячах километров, решаема уже сейчас. Значит, можно приступать к запуску спутников, способных к лазерной коммуникации друг с другом.
Испытания проходили на высоте 450 километров над Землёй. Однако, поскольку аппараты связывались друг с другом, а не с наземными станциями, дистанция до нашей планеты не имела принципиального значения. Точно так же смогут общаться и миниатюрные межпланетные зонды.
Возможно, в будущем подобные разработки откроют дорогу запуску целых роёв кубсатов, совместно выполняющих сложные действия.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о ещё более совершенной системе лазерной связи для кубсатов, уже прошедшей наземные испытания. Также мы рассказывали о технологии, которая сделает изменение задачи спутника прямо на орбите обычной практикой.
