أشعة الليزر تُحدث قفزة عملاقة في الاتصالات القمرية والمريخية

بقلم:‬‭ ‬أندرو‭ ‬جونز

نجحت‭ ‬وكالة‭ ‬ناسا‭ ‬في‭ ‬تحقيق‭ ‬أول‭ ‬اتصال‭ ‬ليزري‭ ‬مع‭ ‬نظام‭ ‬ترحيل‭ ‬ليزري‭ ‬في‭ ‬المدار ‬In‭-‬orbit‭ ‬laser‭ ‬relay‭ ‬syste‭‬، وهذا‭ ‬تقدم‭ ‬مهم‭ ‬في‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬الاتصالات‭ ‬الفضائية. ‬يمكن‭ ‬لهذا‭ ‬النجاح‭ ‬في‭ ‬الاتصالات‭ ‬الليزرية‭ ‬الثنائية‭ ‬الاتجاه‭ ‬بين‭ ‬وحدتي‭ ‬ليزر‭ ‬طرفيتين‭ ‬في‭ ‬مدارين‭ ‬مختلفين‭ ‬أن‭ ‬يؤمن‭ ‬اتصالات‭ ‬أسرع‭ ‬بين‭ ‬الأرض‭ ‬والقمر،‭ ‬أو‭ ‬حتى‭ ‬أبعد‭ ‬من‭ ‬ذلك. ‬سلّمت‭ ‬حمولة‭ ‬مودم‭ ‬المستخدم‭ ‬ومحطة‭ ‬مضخّم‭ ‬الإشارات‭ ‬المدمجة‭ ‬ذات‭ ‬المدار‭ ‬الأرضي‭ ‬المنخفض ‭ ‬Integrated‭ ‬LCRD‭ ‬Low‭ ‬Earth‭ ‬Orbit‭ ‬User‭ ‬Modem‭ ‬and‭ ‬Amplifier‭ ‬Terminal (اختصاراً: ‬المودم ‬ILLUMA‭-‬T‭‬) إلى‭ ‬محطة‭ ‬الفضاء‭ ‬الدولية‭ (‬ISS‭) ‬في‭ ‬9‭ ‬نوفمبر 2023‬. بعد‭ ‬التثبيت‭ ‬على‭ ‬وحدة‭ ‬التجربة‭ ‬اليابانية،‭ ‬أجرى‭ ‬المهندسون‭ ‬اختبارات‭ ‬لضمان‭ ‬أداء‭ ‬وظائف‭ ‬المودم ‬ILLUMA‭-‬T‬. وبعد‭ ‬ذلك‭ ‬استخدم‭ ‬المودم ILLUMA‭-‬T‭‬ للتواصل‭ ‬مع‭ ‬القمر‭ ‬الاصطناعي‭ ‬للعرض‭ ‬التوضيحي‭ ‬لترحيل‭ ‬الاتصالات الليزرية Laser‭ ‬Communications‭ ‬Relay‭ ‬Demonstration‭‬ (اختصاراً: ‬القمر ‬LCRD‭‬)، التابع‭ ‬لوكالة‭ ‬ناسا،‭ ‬الذي‭ ‬أطلق‭ ‬في‭ ‬عام‭ ‬2021‭ ‬ويعمل‭ ‬على‭ ‬ارتفاع‭ ‬عالٍ‭ ‬في‭ ‬مدار‭ ‬ثابت‭ ‬بالنسبة‭ ‬إلى‭ ‬الأرض،‭ ‬على‭ ‬ارتفاع 22,236‭‬ ميلاً‭ ‬فوق‭ ‬خط‭ ‬الاستواء. ‬تسمح‭ ‬هذه‭ ‬الفجوة‭ ‬باختبار‭ ‬الاتصالات‭ ‬الليزرية‭ ‬عبر‭ ‬مسافات‭ ‬طويلة‭.‬

تستخدم‭ ‬الاتصالات‭ ‬الليزرية،‭ ‬والمعروفة‭ ‬أيضاً‭ ‬بالاتصالات‭ ‬البصرية ‬Optical‭ ‬communications‬، ضوء‭ ‬الأشعة‭ ‬تحت‭ ‬الحمراء‭ ‬بدلاً‭ ‬من‭ ‬الموجات‭ ‬الراديوية‭ ‬التقليدية‭ ‬لإرسال‭ ‬واستقبال‭ ‬الإشارات. ‬وتسمح‭ ‬أطوال‭ ‬الموجات‭ ‬تحت‭ ‬الحمراء‭ ‬لأشعة‭ ‬الليزر،‭ ‬لكونها‭ ‬أقصر‭ ‬بكثير،‭ ‬بإرسال‭ ‬كميات‭ ‬أكبر‭ ‬من‭ ‬المعلومات‭ ‬مع‭ ‬كل‭ ‬إرسال‭ ‬مقارنة‭ ‬بالأطوال‭ ‬الموجية‭ ‬الأطول‭ ‬للراديو. ‬تشمل‭ ‬التحديات‭ ‬المحاذاة‭ ‬الدقيقة‭ ‬لأجهزة‭ ‬الإرسال‭ ‬والاستقبال‭ ‬وجعل‭ ‬المكونات‭ ‬صغيرة‭ ‬وخفيفة‭ ‬وموفرة‭ ‬للطاقة‭ ‬بما‭ ‬يكفي‭ ‬لاستخدامها‭ ‬في‭ ‬الفضاء‭.‬