NASAの深宇宙光学通信(DSOC)技術は、サイキ宇宙船に搭載され、火星までの距離に匹敵する広大な距離でレーザー信号を使用した信頼性の高いデータ伝送、受信、復号化を実証しました。この実験は2023年10月に打ち上げられ、最近最終パスを完了し、約3億5000万キロメートル(2億1800万マイル)離れた場所からレーザー信号を送受信しました。
NASA代理長官ショーン・ダフィー氏は、このレーザー通信技術の進歩により、火星表面からの高精細ビデオストリーミングや貴重なデータの配信がこれまで以上に速く可能になると述べています。同氏は、この技術が発見を解き放ち、NASAが探査の黄金時代に必要な能力を証明することに尽力していると強調しました。打ち上げからわずか1ヶ月後、DSOC実験はサイキ宇宙船の光学端末とのリンクを確立し、地球への信号送信能力を証明しました。NASA宇宙技術ミッション局のクレイトン・ターナー副長官は、NASAの技術は過酷な宇宙環境でハードウェアをテストし、その限界を理解し、能力を証明すると述べています。
2年以上にわたり、DSOC技術は期待を上回り、家庭用ブロードバンドインターネットに匹敵するデータレートを実証し、記録的な距離からエンジニアリングおよびテストデータを送信しました。2023年12月11日には、システムは毎秒267メガビットの最大ビットレートで1900万マイル以上離れた場所から超高精細ビデオを地球にストリーミングするという歴史的な快挙を達成しました。さらに、2024年12月3日には、地球と火星の平均距離よりも遠い約4億9400万キロメートル(3億700万マイル)からサイキのデータをダウンリンクし、光学通信の距離記録を更新しました。実験全体で、地上端末はサイキから合計13.6テラビットのデータを受信しました。
NASAのジェット推進研究所(JPL)が管理するDSOC実験には、サイキ宇宙船のフライトレーザー送受信機と2つの地上局が含まれています。JPLのテーブルマウンテン施設にある強力なアップリンクレーザーは、サイキにレーザービーコンを送信し、送受信機が地球へのレーザー信号を地球に向けて照準を合わせるのを支援しました。サイキと地球はどちらも非常に高速で移動しており、広大な距離のためレーザー信号が目的地に到達するまでに数分かかります。通信リンクに必要な正確な照準を実証することにより、NASAチームは光学通信が将来の太陽系ミッションをサポートできることを実証しました。実験には、数百万マイルを旅した後の微弱な信号を検出および復号化することも含まれていました。カリフォルニア工科大学のパロマー天文台は、200インチ望遠鏡を使用して、処理のために高効率検出器アレイに向けられた微弱な光子を収集する主要なダウンリンクステーションとして機能しました。
DSOCプロジェクトの技術者でありスーパーバイザーであるアビ・ビシュワス氏は、天候イベントや山火事などの課題を通じてチームの粘り強さを強調しました。同氏は、光学的にデータを送受信するチームの毎週のルーチンを誇りに思い、パフォーマンスを継続的に改善し、新しい深宇宙通信技術の限界を押し広げるための機能を追加したと述べています。別のテストでは、データはディープスペースネットワークのゴールドストーン複合施設にあるハイブリッド無線周波数・光学アンテナにダウンリンクされました。このアンテナには7つのミラーが装備されており、サイキからの無線周波数信号と光学信号の両方を同時に受信できました。プロジェクトでは、同じ信号を受信するためにパロマー天文台とテーブルマウンテンの小型望遠鏡も使用しました。これは「アレイイング」と呼ばれる技術で、無線アンテナで一般的に使用されるこの方法は、微弱な信号の受信を強化し、システムの冗長性を構築します。
NASAのSCaNプログラム副管理官であるケビン・コギンズ氏は、宇宙探査の進化にはデータ転送能力の向上が必要であると述べています。同氏は、将来のミッションでは月や火星からの高解像度画像や機器データが必要になると説明しており、従来の無線周波数通信を光学通信で強化することがこれらの新しい要件を満たすと述べています。2025年4月、サイキ宇宙船は一次燃料ラインの突然の圧力低下に遭遇しましたが、これは速度と軌道を維持するための重要なコンポーネントです。ミッションチームはバックアップ燃料ラインに切り替えることでこの問題を正常に軽減し、宇宙船が小惑星サイキへのコースを再開できるようにしました。この迅速な対応は、飛行中の異常に対するNASAの準備態勢を示しており、サイキミッションは現在順調に進んでいます。宇宙船は2029年までに金属豊富な小惑星サイキに到着する予定であり、原始惑星の露出したコアであると考えられているものを研究することにより、惑星形成と分化プロセスに関する前例のない洞察を提供することを目指しています。