Když srovnáme mise Apollo a Artemis, je vidět obrovský rozdíl v tom, kolik informací se z NASA (nasa.gov) dostane k lidem. Zatímco v 60. a 70. letech to byly jen krátké útržky v novinách a samozřejmě památný televizní přenos „Orel přistál“, dnes se díky internetu můžeme kochat nepřerušovaným přímým přenosem z lodi a nepřeberným množstvím fotografií a videí.
Přemýšleli jste ale někdy o tom, jak se všechna ta data tak rychle dostanou na Zemi? Zde to jako problém nevnímáme, a to díky Wi-Fi nebo rychlým sítím LTE nebo dokonce i 5G. Ty ale ve vesmíru prozatím nejsou, i když se Nokia nevzdává svého snu postavit zde mobilní síť. Prozatím je však nutné použít jiné technické řešení.
V rámci mise Artemis II testuje posádkový modul Orion jednu z dosud nejambicióznějších inovací NASA v oblasti vesmírné komunikace: laserový systém s názvem O2O. Zkratka O2O, která znamená „Orion Artemis II Optical Communications System“, je vyvrcholením více než dvacetileté spolupráce NASA a Lincolnova laboratoře při Massachusetts Institute of Technology na vývoji lepších spojů s vysokou přenosovou šířkou pásma pro hluboký vesmír. Systém je navržen tak, aby odesílal data na Zemi rychlostí až 260 megabitů za sekundu, což je mnohem více, než na jaké rádiové spojení se spoléhaly předchozí mise.
NASA se již dvě desetiletí věnuje vývoji optických komunikačních systémů. Díky tomu, že k kódování dat využívají laserové impulsy infračerveného světla namísto mikrovln, dokážou tyto systémy přenášet mnohem větší objem informací než tradiční systémy, a to často pomocí menších a lehčích zařízení.
O2O, které je velké asi jako domácí kočka, by mělo dosahovat přenosové rychlosti až 260 megabitů za sekundu při přenosu dat na Zemi a 20 megabitů za sekundu při přenosu zpět k Orionu.
Nízká spotřeba a přesné míření
Laser použitý v modulu O2O není z hlediska laserové techniky nijak výjimečný. V tomto případě se jedná o polovodičový laser v téže infračervené, neviditelné vlnové délce, jaká se používá v telekomunikacích. Zesilovače s vlákny s přidaným erbiem zesilují tento laser na přibližně jeden watt optického výkonu vyzařovaného z apertury.
Než laserový paprsek z Orionu dorazí na Zemi, vzdálenou asi 380 000 kilometrů, má průměr přibližně 6 km. Z Měsíce je cíl o průměru 6 km nepatrný. Modul O2O přenáší data do pozemních stanic v Novém Mexiku a Kalifornii, kde suchý vzduch a minimální oblačnost pomáhají udržet spojení. Aby bylo možné spojení navázat, je nutné, aby přesnost zamíření dosahovala tisíciny stupně.
Přesné zásáhnutí těchto cílů vyžaduje přesnou znalost polohy kosmické lodi Orion a její orientace, což ve vesmíru není snadné. Ačkoli hvězdné senzory namontované na Orionu ukazují, kam loď směřuje, případné nesouososti mezi hvězdnými senzory a komunikačním terminálem lze plně změřit a opravit až ve vesmíru. K nasměrování laseru využívá systém O2O 10centimetrový dalekohled namontovaný na dvouosém kardanovém závěsu, který se může otáčet v plném rozsahu polokoule, aby zachytil svůj cíl. Zadní optika – čočky zaostřující světlo, sledovací senzory, rychle se otáčející zrcadla a další součásti – provádí jemné doladění laserového paprsku.
A proč tolik námahy? Pro veřejnost je nejviditelnější přínos patrný na ostřejším videu, které O2O přenáší z 28 kamer sondy Orion. Systém přenáší 4K video spolu s fotografiemi, vědeckými daty a hlasovou komunikací, které se prostřednictvím internetu dostanou až do našich domovů v nebývalé kvalitě.
