Сигнал между Землёй и Луной распространяется со скоростью света, но это вовсе не означает мгновенную и удобную связь. Даже радиопередачи через почти 384 тысячи километров сопровождаются заметной задержкой, а ограниченная пропускная способность радиоканалов превращает передачу видео высокого качества или крупных массивов данных в медленный и капризный процесс. Миссия NASA Artemis II намерена изменить правила игры, впервые задействовав лазерную систему связи Orion Artemis II Optical Communication System (O2O) — оптическую сеть, способную передавать информацию во много раз быстрее традиционного радио.
В основе O2O — переход от радиочастот к инфракрасному лазерному излучению. Вместо широких, но «маловместительных» радиодиапазонов система использует узкий луч света, который может нести колоссальные объёмы данных. По оценкам NASA, такой канал обеспечивает скорость передачи более чем в 100 раз выше, чем у привычных радиосетей.
С технической точки зрения идея проста и изящна: чем выше частота несущего сигнала, тем больше информации можно в неё «упаковать». Инфракрасный свет идеально подходит для этой задачи, хотя и требует предельной точности наведения — лазерный луч должен попасть в приёмник размером с телескоп на Земле.
Первый пилотируемый тест в лунной орбите
Artemis II станет первым пилотируемым полётом, в котором лазерная связь будет интегрирована в систему жизнеобеспечения и управления миссией. До этого технологию испытывали на семи беспилотных аппаратах, но присутствие экипажа повышает требования к надёжности и стабильности на порядок.
Через O2O планируется передавать голосовую связь, телеметрию и видео сверхвысокого разрешения. Параллельно корабль будет работать и с традиционными радиоканалами — в течение всей десятидневной миссии системы будут чередоваться.
Наземная инфраструктура и «переключение каналов»
Наземный оптический терминал O2O размещён на комплексе NASA White Sands в штате Нью-Мексико. Когда лазерный канал активен, антенны сетей Near Space Network и Deep Space Network — с узлами в Калифорнии, Испании и Австралии — буквально «запираются» на оптический луч. В остальное время связь поддерживается классическими радиопередатчиками.
Такой гибридный подход позволяет сохранять почти непрерывный контакт, хотя и не без исключений. При пролёте за обратной стороной Луны корабль на 41 минуту исчезнет из зоны видимости Земли — ни радио, ни лазер здесь не помогут. В будущем проблему могут решить орбитальные ретрансляторы.
Почему это важно
Инженеры NASA подчёркивают, что цель проекта одновременно практическая и экспериментальная: резко увеличить пропускную способность и доказать надёжность оптической связи на межпланетных дистанциях. Недавний эксперимент Deep Space Optical Communications показал, что лазерные каналы остаются стабильными даже на расстояниях в миллионы километров от Земли.
Профессор Алан Уиллнер из Университета Южной Калифорнии называет O2O «третьей опорой» современной космонавтики — после запуска и навигации наконец появляется адекватная система передачи информации, способная поспевать за ростом объёмов данных. Его коллега Маркус Аллгайер из Университета Северной Дакоты добавляет: технология развивалась более десяти лет, но именно пилотируемая демонстрация делает её по-настоящему значимой.
Если O2O оправдает ожидания, Земля сможет буквально «видеть» Луну в реальном времени — с живыми трансляциями и чёткими изображениями, недоступными для радиоканалов. Хотя на миссии Artemis III система не появится, NASA рассматривает её как шаблон для будущих межпланетных миссий, включая экспедиции на Марс.
Интересно, что эффект может выйти далеко за пределы космоса. По мнению Уиллнера, отработанные в лунной орбите лазерные каналы однажды улучшат метеорологические спутники, системы дистанционного зондирования и даже массовые коммуникации. Получается, что путь к более быстрому интернету на Земле вполне может лежать через Луну.
