क्या चंद्रमा पर वाई-फ़ाई है? समझें कि नासा आर्टेमिस II मिशन पर वीडियो और तस्वीरें भेजने के लिए क्या उपयोग करता था

आर्टेमिस II मिशन ने पिछले बुधवार को यात्रा की शुरुआत के बाद से ओरियन अंतरिक्ष यान से पृथ्वी पर नासा की टीमों को वीडियो और तस्वीरें भेजी हैं। साझाकरण सैकड़ों-हजारों किलोमीटर दूर होता है। अंतरिक्ष यान एक लेजर संचार प्रणाली का उपयोग करता है, जो इसे उच्च रिज़ॉल्यूशन में सामग्री भेजने की अनुमति देता है।

यह प्रगति पिछले मिशनों से एक बदलाव का प्रतीक है, जो पूरी तरह से रेडियो फ्रीक्वेंसी पर निर्भर थे। एकत्रित किए गए डेटा की मात्रा पिछले कुछ वर्षों में बढ़ी है और अधिक कुशल समाधानों की आवश्यकता है। ओरियन पर ऑप्टिकल सिस्टम कम पृथ्वी की कक्षा से परे मानवयुक्त उड़ान में एक परिचालन परीक्षण का प्रतिनिधित्व करता है।

लेजर संचार कैसे काम करता है

ओरियन आर्टेमिस II ऑप्टिकल कम्युनिकेशंस सिस्टम या O2O नामक प्रणाली, इन्फ्रारेड प्रकाश का उपयोग करके जानकारी भेजती और प्राप्त करती है। इसमें अंतरिक्ष यान और ग्राउंड स्टेशन दोनों पर ऑप्टिकल ट्रांसीवर शामिल हैं। यह तकनीक पारंपरिक रेडियो कॉल की तुलना में 260 मेगाबिट प्रति सेकंड तक की ट्रांसमिशन दर प्राप्त करती है।

एमआईटी लिंकन प्रयोगशाला और नासा गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर के डेवलपर्स ने टर्मिनल पर एक साथ काम किया। उपकरण में लगभग 10 सेंटीमीटर मापने वाला एक टेलीस्कोप और घटक होते हैं जो चलते समय भी किरण को पृथ्वी पर निर्देशित रखने के लिए सटीक बिंदु को समायोजित करते हैं। पिछले परीक्षणों, जैसे निम्न-कक्षा और गहरे-अंतरिक्ष प्रदर्शनों ने कम बिजली खपत के साथ बड़ी मात्रा में डेटा भेजने की क्षमता को मान्य किया है।

लेज़र संचार रेडियो फ़्रीक्वेंसी प्रणाली को पूरी तरह से प्रतिस्थापित नहीं करता है, जिसका उपयोग महत्वपूर्ण आदेशों और आवाज़ के लिए जारी रहता है। इसके बजाय, O2O छवियों, 4K वीडियो, विज्ञान डेटा और उड़ान प्रक्रियाओं को प्रसारित करने के समानांतर काम करता है। ज़मीन पर मौजूद टीमें सामग्री प्राप्त करती हैं और चालक दल द्वारा भेजी गई जानकारी को संसाधित करती हैं।

• O2O कुछ परिदृश्यों में रेडियो फ्रीक्वेंसी की तुलना में 100 गुना तेज गति से डेटा प्रसारित करता है
• यह प्रणाली चंद्रमा की सतह के हाई-डेफिनिशन वीडियो और तस्वीरें भेजने की अनुमति देती है
• घटकों में लिंक प्रबंधन के लिए ऑप्टिकल मॉडेम, एम्पलीफायर और नियंत्रक शामिल हैं
• समकक्ष रेडियो प्रणालियों की तुलना में प्रौद्योगिकी आवश्यक आकार, वजन और शक्ति को कम कर देती है
• मिशन के दौरान, रिपोर्ट किए गए परीक्षणों में लेजर द्वारा 100 गीगाबाइट से अधिक डेटा पहले ही डाउनलिंक किया जा चुका है

पिछले मिशनों की तुलना में लाभ

50 से अधिक वर्षों से अंतरिक्ष मिशन अंतरिक्ष और पृथ्वी के बीच सूचनाओं के आदान-प्रदान के लिए रेडियो फ्रीक्वेंसी पर निर्भर रहे हैं। यह विधि बुनियादी आदेशों और टेलीमेट्री डेटा के लिए अच्छी तरह से काम करती है, लेकिन भेजे जाने वाले दृश्य और वैज्ञानिक सामग्री की मात्रा को सीमित करती है। आधुनिक जहाजों पर कैमरों और सेंसरों की वृद्धि के साथ, बैंडविड्थ की मांग बढ़ी है।

ऑप्टिकल संचार ऊर्जा को संकीर्ण किरणों में केंद्रित करके इस चुनौती का एक हिस्सा हल करता है। यह हस्तक्षेप को कम करता है और एंटीना के आकार को बढ़ाए बिना उच्च दरों की अनुमति देता है। आर्टेमिस II पर, चालक दल ओरियन पर उपलब्ध 32 कैमरों से चंद्रमा और पृथ्वी की तस्वीरें लेता है। इनमें से कुछ सामग्री लेज़र की बदौलत बेहतर गुणवत्ता में पृथ्वी तक पहुँचती है।

विशेषज्ञ इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि यह प्रणाली अंतरिक्ष यान की बिजली की भी कम खपत करती है। यह दक्षता लंबी यात्राओं पर महत्वपूर्ण है, जहां ऊर्जा को सावधानीपूर्वक प्रबंधित करने की आवश्यकता होती है। आर्टेमिस II पर परीक्षण चंद्रमा के चारों ओर एक प्रक्षेपवक्र पर अंतरिक्ष यान के साथ, वास्तविक मानवयुक्त उड़ान वातावरण में प्रदर्शन का मूल्यांकन करने का कार्य करता है।

O2O सिस्टम तकनीकी विवरण

ऑप्टिकल टर्मिनल को ओरियन क्रू मॉड्यूल एडाप्टर में एकीकृत किया गया था। यह नासा के अंतरिक्ष संचार नेटवर्क के साथ मिलकर काम करता है, जिसमें नियर स्पेस नेटवर्क और डीप स्पेस नेटवर्क शामिल हैं। सक्रिय होने पर, सिस्टम लेजर को जमीन पर रिसीवर्स को निर्देशित करता है, जो प्रकाश सिग्नल को वापस डिजिटल डेटा में परिवर्तित करता है।

पिछले विकास, जैसे कि 2013 चंद्र लेजर संचार प्रदर्शन और एक अन्य मिशन पर डीप स्पेस ऑप्टिकल कम्युनिकेशंस ने मार्ग प्रशस्त किया। O2O इन परियोजनाओं से सबक शामिल करता है और अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर परीक्षण किए गए मॉड्यूलर आर्किटेक्चर का उपयोग करता है। नासा ने मंगल ग्रह सहित भविष्य की यात्राओं पर संचार को बेहतर बनाने के लिए इस मिशन के अनुभवों का उपयोग करने की योजना बनाई है।

चालक दल दैनिक कार्यों के लिए केवल लेजर पर निर्भर नहीं है। मुख्य रेडियो प्रणाली अतिरेक और सुरक्षा सुनिश्चित करती है। फिर भी, वीडियो और तस्वीरें भेजने में सफलता जनता और वैज्ञानिकों के साथ साझा की गई सामग्री को समृद्ध करने के लिए प्रौद्योगिकी की क्षमता को दर्शाती है।

भविष्य के अन्वेषणों पर प्रभाव

बड़ी मात्रा में डेटा को अधिक तेज़ी से प्रसारित करने की क्षमता अधिक वैज्ञानिक उपकरणों वाले मिशनों के लिए संभावनाओं को खोलती है। उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली छवियां और वीडियो जमीनी स्तर पर टीमों को वास्तविक समय के करीब चंद्र पर्यावरण का विश्लेषण करने में मदद करते हैं। इससे अंतरिक्ष यात्रा की सार्वजनिक निगरानी के अनुभव में भी सुधार होता है।

आर्टेमिस II पर परीक्षण तब होता है जब अंतरिक्ष यान लगभग दस दिनों के अपने नियोजित मार्ग का अनुसरण करता है। चालक दल में नासा और कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी के अंतरिक्ष यात्री शामिल हैं। वे निर्धारित गतिविधियाँ करते हैं और बोर्ड पर उपलब्ध संसाधनों के साथ उड़ान का दस्तावेजीकरण करते हैं।

नासा की टीमें पूरे मिशन के दौरान O2O प्रदर्शन की निगरानी करना जारी रखती हैं। एकत्र किए गए डेटा का उपयोग बाद की उड़ानों के लिए समान प्रणालियों को समायोजित करने के लिए किया जाएगा। लेज़र संचार पृथ्वी और गहरे अंतरिक्ष के बीच संबंधों के विकास में एक कदम का प्रतिनिधित्व करता है।

पृथ्वी पर डेटा प्राप्त करना

ग्राउंड स्टेशन ओरियन द्वारा भेजे गए सिग्नल प्राप्त करते हैं और सूचना को संसाधित करते हैं। चंद्र दूरी पर केवल रेडियो फ्रीक्वेंसी से संभव होने की तुलना में वीडियो और तस्वीरें अधिक स्पष्टता के साथ आती हैं। जैसे-जैसे मिशन आगे बढ़ता है, नासा इस सामग्री में से कुछ को साझा करता है, जिससे जनता को यात्रा के रिकॉर्ड देखने की अनुमति मिलती है।

ऑप्टिकल प्रणाली अंतरिक्ष यान की गति और पृथ्वी के संबंध में इसकी सापेक्ष स्थिति में भिन्नता के साथ भी मजबूती प्रदर्शित करती है। स्वचालित समायोजन लेजर बीम संरेखण को बनाए रखता है। यह तकनीकी पहलू लॉन्च से पहले किए गए परीक्षणों में से एक था।

आर्टेमिस II मिशन दशकों के बाद चंद्रमा के चारों ओर अंतरिक्ष यात्रियों की वापसी का प्रतीक है। लेज़र प्रणाली का समावेश परीक्षण उड़ान में तकनीकी नवाचार की एक परत जोड़ता है। प्रारंभिक परिणाम दर्शाते हैं कि यात्रा के दौरान विभिन्न बिंदुओं पर योजना के अनुसार डेटा ट्रांसमिशन हुआ।