NASA的激光通信技术，在太空中安全进行科学实验
2021年12月7日，一枚联合发射联盟宇宙神Ⅴ型火箭在卡纳维拉尔角空间站的41号号太空发射中心与国防部的太空测试计划3（STP-3）任务一起发射。该任务的太空测试计划卫星-6（STPSat-6）航天器承载了NASA的激光通信中继演示（LCRD）和NASA-US海军研究实验室紫外线光谱-日冕探测器（UVSC探路者）。
图片来源：NASA/JoelKowsky
NASA的激光通信中继演示（LCRD）和NASA-U.S.用于研究太阳辐射的海军研究实验室太空天气有效载荷于美国东部时间12月7日星期二凌晨5点19分升空。
作为美国太空部队空间测试计划3号任务的一部分，有效载荷由位于佛罗里达州卡纳维拉尔角太空基地的联合发射联盟宇宙神Ⅴ型火箭搭载太空测试计划6号卫星发射升空。
LCRD将展示NASA的首个双向激光中继通信系统，通过不可见的红外激光器发送和接收数据，其数据速率是航天器传统使用的无线电频率系统的10到100倍。
“这次发射为太空任务引入了一项令人兴奋的新技术，”位于华盛顿NASA总部的NASA空间技术任务理事会副局长吉姆·罗伊特说。“展示这种与宇宙飞船沟通的创新方式，将为这项技术打开大门，扩大未来太空任务的视野。”
在卫星上发射的另一个NASA科学有效载荷是紫外线光谱-日冕探测器（UVSC探路者），这是一项与海军研究实验室的联合实验，研究太阳高能粒子的起源，这是太阳最危险的辐射形式。
“我们很高兴欢迎UVSC探路者加入太阳物理天文台舰队，”NASA总部太阳物理学部门的首席技术专家丹尼尔·摩西说。“这项合作有可能开发出一种新的、具有高影响力的工具，具有预测高能太阳粒子风暴的能力，这将使未来的太空任务成为可能，帮助我们探索更远，旅行更安全。”
NASA的LCRD将展示空地激光通信（也称为光通信）的优势。LCRD将以1.2Gbps的速率从地球同步轨道发送和接收数据。以这种速度，您可以在一分钟内下载一部电影。与射频系统相比，激光通信系统更小、更轻且功耗更低。这些优势与激光通信的更高带宽相结合，可以推动机器人和人类跨越太阳系的探索。
“LCRD是NASA建立‘光之十年’计划的关键里程碑，该计划涉及将光学技术注入太空通信和导航，”NASA总部空间通信和导航计划副副局长巴蒂·尼尤尼斯说。“到本世纪30年代，我们预计光学技术将在实现可互操作、可靠和强大的空间通信基础设施方面发挥关键作用，在政府和商业用户和提供商之间提供无缝操作和漫游能力。”
在发射并确认有效载荷在太空中运行良好后，LCRD将开始从其地球同步轨道上的位置（距地球约22,000英里）使用红外激光与加利福尼亚和夏威夷的地面站发送和接收数据。
LCRD将花费两年时间进行实验，评估地球大气中的天气和其他变化如何影响激光通信，并测量链路性能以改进其操作能力和流程。一些实验将模拟月球和地球之间的中继场景，以告知有朝一日如何在NASA的阿尔忒弥斯任务中使用激光通信。这些实验和模拟将为未来NASA和商业任务的发展提供信息，这些任务希望利用地球轨道上的光通信，探索月球、火星和更远的地方。
在其任务的后期，LCRD将充当国际空间站上的光通信终端和地球上的地面站之间的中继。NASA的集成LCRD近地轨道用户调制解调器和放大器终端将允许首次演示来自空间站的完全运行的端到端激光通信系统。
LCRD的任务、愿景、设计和开发将在NASA新一季的“隐形网络”播客中进行深入报道。播客共五集，从12月7日开始，此后每周三更新，播客将重点介绍这项任务在太空中证明的激光通信技术的未来以及实现这项任务的背后人物。
LCRD由NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心领导，与NASA在南加州的喷气推进实验室和麻省理工学院林肯实验室合作。LCRD由NASA的技术演示任务计划、空间技术任务理事会的一部分以及NASA总部的空间通信和导航计划资助和管理。
LCRD由NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心领导，并与NASA位于南加州的喷气推进实验室和麻省理工学院的林肯实验室合作。LCRD由NASA技术示范任务计划（隶属于空间技术任务理事会）和NASA总部的空间通信和导航计划资助和管理。
UVSC探路者是在美国海军研究实验室设计和建造。它由NASA的太阳物理计划和海军研究办公室资助。它由NASA总部的太阳物理技术和仪器开发科学项目办公室管理。
STP由美国太空部队的太空系统司令部运营。STPSat-6由诺斯罗普格鲁曼公司建造。
要了解有关LCRD和激光通信的更多信息，请访问：
https://www.nasa.gov/lasercomms
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