Sứ mệnh Artemis II của NASA đã chứng minh khả năng mở rộng của công nghệ liên lạc laser từ không gian về Trái Đất, sau khi truyền thành công dữ liệu tốc độ cao từ quỹ đạo Mặt Trăng về nhiều trạm thu trên mặt đất, bao gồm cả một hệ thống chi phí thấp ngoài NASA.
Trong chuyến bay quanh Mặt Trăng đầu tháng này, tàu Orion chở bốn phi hành gia đã sử dụng hệ thống liên lạc laser mới để truyền về Trái Đất các hình ảnh và video chất lượng cao. Đáng chú ý, một thiết bị đầu cuối do các công ty tư nhân phát triển, đặt tại Úc, đã thu tín hiệu với tốc độ lên tới 260 megabit/giây.
Thiết bị này do Observable Space và Quantum Opus chế tạo, được Đại học Quốc gia Úc vận hành. Với chi phí dưới 5 triệu USD, hệ thống cho thấy khả năng triển khai các trạm thu dữ liệu không gian với chi phí thấp hơn đáng kể so với các giải pháp truyền thống, vốn có thể tiêu tốn hàng chục triệu USD.
Theo các đơn vị phát triển, kết quả này là bằng chứng cho thấy các kết nối băng thông cao giữa không gian và Trái Đất có thể được triển khai rộng rãi mà không cần hạ tầng quá tốn kém.
Trong thử nghiệm, phần mềm và kính thiên văn của Observable Space được sử dụng để bắt và theo dõi tín hiệu từ tàu Orion, trong khi cảm biến quang tử của Quantum Opus đảm nhiệm việc giải mã dữ liệu.
NASA đã theo đuổi công nghệ liên lạc laser trong nhiều năm, bao gồm các thử nghiệm với tàu vũ trụ cách Trái Đất hàng trăm triệu km. Tuy nhiên, Artemis II được xem là màn trình diễn toàn diện nhất cho đến nay, khi cả các trạm thu chính của NASA tại Mỹ và hệ thống thử nghiệm tại Úc đều nhận được video 4K từ sứ mệnh.
So với sóng vô tuyến – phương thức liên lạc chủ đạo hiện nay trong không gian – liên lạc laser có băng thông cao hơn đáng kể. Tuy nhiên, công nghệ này phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và yêu cầu đường truyền thẳng, khiến việc bố trí mạng lưới trạm thu toàn cầu trở nên cần thiết.
Các chuyên gia cho rằng việc triển khai trạm thu tại Úc đã giúp đảm bảo tín hiệu không bị gián đoạn do điều kiện quan sát tại Mỹ, qua đó nâng cao độ tin cậy của hệ thống.
Dù liên lạc laser đã được sử dụng rộng rãi trong kết nối giữa các vệ tinh, việc truyền dữ liệu trực tiếp về Trái Đất trước đây bị hạn chế bởi chi phí cao. Tuy nhiên, kết quả từ Artemis II cho thấy rào cản này đang dần được tháo gỡ.
Giám đốc điều hành Observable Space, Dan Roelker, cho biết công ty đang hướng tới việc xây dựng mạng lưới toàn cầu các trạm thu laser, nhằm phục vụ nhu cầu truyền dữ liệu ngày càng tăng từ các vệ tinh và sứ mệnh không gian.
Sự phát triển của công nghệ này được kỳ vọng sẽ hỗ trợ các ứng dụng từ quan sát Trái Đất, viễn thông đến thám hiểm không gian sâu, trong bối cảnh nhu cầu truyền tải dữ liệu dung lượng lớn từ quỹ đạo và xa hơn ngày càng gia tăng.
Thiết bị đầu cuối thu tín hiệu laser của Observable Space hoạt động dưới bầu trời đêm, dùng kính thiên văn và cảm biến quang tử để bắt và giải mã dữ liệu tốc độ cao truyền từ tàu Orion trong sứ mệnh Artemis II. Ảnh: Observable Space
