351 مليون كم.. ناسا تتلقى إشارة من مركبة فضائية على مسافة بعيدة غير مسبوقة

الاتصالات الليزرية المتقدمة في الفضاء السحيق تحقق نقلة نوعية في نقل البيانات بين المريخ والأرض بسرعة وكفاءة غير مسبوقة، حيث تمكنت مركبة “سايكي” التابعة لناسا من إرسال رسالة ليزرية لمسافة تتجاوز المسافة الفاصلة بين كوكبنا وكوكب المريخ بأكثر من ضعفها، مما يعكس تطورًا مذهلاً في تقنية الاتصالات الفضائية.

استعراض تجربة الاتصالات الليزرية المتقدمة بين مركبة سايكي والأرض

أعلنت وكالة ناسا عن إتمام الاختبار الـ65 والأخير لتجربة “الاتصالات البصرية للفضاء السحيق” (DSOC) ضمن مهمة مركبة “سايكي”، حيث نجح النظام في تبادل إشارات الليزر لمسافة 218 مليون ميل (351 مليون كيلومتر) عبر الفضاء، متجاوزًا كافة الأهداف التقنية المحددة خلال عامين من التشغيل. وتم خلال هذه التجربة نقل 13.6 تيرابايت من البيانات، شملت بث أول فيديو عالي الدقة من عمق الفضاء السحيق، وهو إنجاز فريد يمثل قفزة نوعية في عالم الاتصالات الفضائية الليزرية الجديدة.

آلية عمل الاتصالات الليزرية المتطورة وكيف تتفوق على الشبكات الراديوية التقليدية

حقق نظام الاتصالات الليزرية نجاحًا كبيرًا مع 65 عملية نقل ناجحة بين الأرض ومركبة “سايكي” في مسيرتها تجاه الكويكب المستهدف، وذلك عبر ترميز البيانات في نبضات ضوئية من الليزر وتحويل المعلومات الرقمية إلى فوتونات قادرة على السفر ملايين الأميال؛ مما يختلف جوهريًا عن استخدام الترددات الراديوية التقليدية المُستخدمة لعقود في شبكات ناسا. تتحقق هذه التقنية من خلال منشأة “تايبل ماونتن” في كاليفورنيا التي ترسل شعاع ليزر قوي لتوجيه المركبة، فيما ترد “سايكي” بإرسال ليزرها الدقيق الموجه للتلسكوبات الأرضية الحساسة، حيث تقوم أنظمة متقدمة بفك ترميز الإشارات وتحويلها إلى بيانات يمكن للعلماء تحليلها بدقة عالية، ما يمثل تقدمًا هائلًا في الاتصالات الفضائية الليزرية مقارنة بالطرق التقليدية.

التحديات التقنية والبيئية التي واجهت تجربة الاتصالات الليزرية المتقدمة ونتائجها

خلال فترة التجربة، واجه الفريق العلمي تحديات كبيرة في الحفاظ على دقة توجيه حزم الليزر بسبب الحركة الدائمة لكل من الأرض والمركبة، بالإضافة إلى الظروف الجوية القاسية وحرائق الغابات التي أثرت على عمليات الإرسال والتلقي في منشأة كاليفورنيا. ولتجاوز هذه الصعوبات، تم تطوير هوائي هجيني يجمع بين تقنية الاتصالات البصرية والراديوية في مجمع “غولدستون” الفضائي، ما يفتح الأفق لاستخدام أنظمة أكثر مرونة في المستقبل مع زيادة استكشاف الفضاء ضمن النظام الشمسي. سجّلت التجربة عدة إنجازات بارزة من بينها بث فيديو عالي الدقة بسرعة 267 ميغابت في الثانية من مسافة 19 مليون ميل، تلاها تحطيم رقم قياسي بنقل البيانات من بعد 307 ملايين ميل في ديسمبر 2024، وهي مسافة تفوق المتوسط بين الأرض والمريخ.

• عدد اختبارات الاتصال الناجحة: 65
• أقصى مسافة نقل بيانات: 307 ملايين ميل
• حجم البيانات المنقولة: 13.6 تيرابايت
• سرعة بث الفيديو: 267 ميغابت في الثانية

يعد كيفن كوغينز، نائب المدير المساعد لبرنامج الاتصالات والملاحة الفضائية في ناسا، أن تطورات الاتصالات الليزرية ضرورية لتلبية الاحتياجات المعقدة لمهمات استكشاف الفضاء المستقبلية، التي ستتطلب نقل كميات ضخمة من الصور عالية الدقة والبيانات من القمر والمريخ، مشيرًا إلى أن دمج الاتصالات البصرية المتقدمة مع موثوقية الأنظمة الراديوية التقليدية سيشكل الحل الأمثل لضمان نقل بيانات سريع وفعال.

يمثل انتقال ناسا إلى الاتصالات الليزرية المتقدمة نقلة نوعية في مستقبل استكشاف الفضاء؛ إذ تتيح هذه التقنية لرواد الفضاء إرسال البيانات المرئية والصوتية بوضوح فائق وسرعة غير مسبوقة، مما يعزز قدراتهم التنقلية والتواصلية خلال المهام الطويلة في الفضاء العميق، ويمهد الطريق لتوسع أوسع في رحلات النظام الشمسي، مع الحفاظ على جودة الاتصالات واستمراريتها وسط تحديات بيئية وتقنية معقدة.