Специалисты американского космического агентства NASA провели первую в истории демонстрацию сеанса лазерной связи с объектом, находящимся за пределами земной орбиты. С помощью передатчика, расположенного в Центре космических полётов Годдарда (GSFC), исследователи передали изображение знаменитой "Джоконды" кисти Леонардо да Винчи на приёмное устройство, установленное на Лунном орбитальном зонде .
Лазерный спутниковый дальномер последнего поколения позволил цифровому сигналу преодолеть расстояние более 386 тысяч километров.
Обычно космические аппараты, которые выходят за пределы земной орбиты, используют радиоволны для обмена информацией с Землёй и передачи сведений о своём местонахождении. LRO является единственным зондом за пределами земной орбиты, который оснащён лазерным альтиметром для приёма сигналов (LOLA).
Чтобы передать изображение “Джоконды” на Луну, учёные разбили чёрно-белое фото картины на массив пикселей с разрешением 152 на 200 точек. Каждому пикселю был присвоен код от 0 до 4095, соответствующий градации оттенков серого. Для передачи каждого значения специалисты использовали лазерный импульс определённой длительности. В результате все 30,4 тысячи точек были переданы на лунную орбиту со скоростью 300 бит в секунду.
Инструмент LOLA принял импульсы, собрал из последовательности пикселей целую картинку и отправил результат обратно на Землю с помощью радиосвязи.
Учёные заранее понимали, что турбулентность в атмосфере Земли приведёт к потере части сигнала даже в случае абсолютно ясной погоды. Чтобы реконструировать недостающие пиксели, они использовали стандартную программу коррекции ошибок, которая применяется в обыкновенных проигрывателях компакт-дисков. В конце концов даже без дополнительной обработки изображение было читаемо, а после коррекции удалось устранить все “выпавшие” точки.
“Впервые мы смогли добиться односторонней лазерной связи на планетных расстояниях, — говорит главный исследователь проекта Дэвид Смит (David Smith) из Массачусетского технологического института. — В ближайшем будущем этот тип простой лазерной связи может служить в качестве резервного для связи со спутниками. В более отдаленной перспективе такой способ обеспечит более высокую скорость передачи данных, нежели могут предложить современные радиолинии”.
В пресс-релизе NASA сообщается, что полученные результаты готовят почву для более быстрой и точной лазерной системы, которая станет одним из центральных элементов следующей лунной миссии.