Eerste breedbandconnectie met de maan is een feit

Verhuizen naar de maan zit er nog niet meteen in, maar goed om weten is dat we zeker over een communicatiekanaal met de aarde zullen beschikken wanneer het zo ver is. Een team onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) werkte een technologie uit die ruimtebewoners zou kunnen voorzien van de connectiviteit waarvan wij hier op aarde genieten.

Het team van MIT werkte samen met NASA aan de datacommunicatietechnologie, die grote gegevensoverdrachten en zelfs HD-videostreaming naar de maan mogelijk maakt. Tijdens de conferentie CLEO: 2014 in juni worden de details en het eerste gedetailleerde overzicht van hun lasergebaseerde uplink tussen de aarde en de maan voorgesteld.


^{Het basisstation in White Sands, New Mexico. © NASA.}

De uplink werd tijdens de herfst getest. "De prestatie was uitstekend, net zoals we voorspeld hadden", zegt Mark Stevens van MIT aan Science Daily. "Dit geeft ons vertrouwen dat we de onderliggende fysica goed begrijpen en dat de connectie in de toekomst kan gebruikt worden tijdens ruimtemissies." Volgens het team kan het gebruik op termijn zelfs uitgebreid worden voor verdere missies naar Mars en de andere planeten.

Vernieuwende technieken
De Lunar Laser Communication Demonstration, zoals het systeem heet, slaagde erin de 384.633 kilometer tussen de aarde en de maan te overbruggen en gegevens over te dragen met een downloadsnelheid van 622 megabits per seconde. Er werd ook data van de aarde naar de maan verzonden aan 19,44 megabits per seconde, 4.800 keer sneller dan de beste uplink die ooit gebruikt werd.

Grote gegevensoverdrachten met laserstralen van de aarde naar de maan vormen een uitdaging omwille van de grote afstand. De atmosfeer bemoeilijkt het proces nog omdat turbulentie het licht kan ombuigen, met een vervaagd signaal of haperingen tot gevolg. Om dat te vermijden, paste het team enkele vernieuwende technieken toe.

Vier telescopen
Een basisstation in White Sands, New Mexico maakt gebruik van vier aparte telescopen om het signaal naar de ruimte te verzenden. Elke telescoop is voorzien van een laserzender die informatie verstuurt, gecodeerd als pulsen van onzichtbaar infrarood licht. Elk van de vier telescopen verstuurt licht door een andere luchtkolom, waardoor de stralen verschillende buigingseffecten van de atsmosfeer ondergaan. Dat vergroot de kans dat minstens één van de laserstralen contact krijgt met de ontvanger, die gemonteerd is op een satelliet die rond de maan cirkelt.

De ontvanger gebruikt een smallere telescoop om het licht op te vangen, dat vervolgens verzameld wordt in een optische glasvezel, gelijkaardig aan glasvezels die gebruikt worden bij aardse netwerken. Het signaal wordt daarna ongeveer 30.000 keer versterkt. De lichtpulsen worden omgezet in elektrische signalen, om vervolgens weer omgezet te worden in bitpatronen die de overgedragen boodschap bevatten.

Van de 40 watt verzonden door het basisstation wordt uiteindelijk minder dan een miljardste van een watt ontvangen door de satelliet. Volgens Stevens is dat nog steeds tien keer zoveel als nodig is om foutenvrije communicatie tot stand te brengen.

^{Bron: HLN}