NASAは1つのアンテナで無線とレーザー通信の両方を使って宇宙船と通信する

NASAの「プシケ」ミッションが昨年10月に打ち上げられた際、特別な乗客が搭乗していました。レーザーを用いた新しい通信システム「深宇宙光通信（DSOC）」の試験機です。このシステムは11月に最初のデータを送信し、そして今、実験からの信号を地球上のハイブリッドアンテナで受信するという新たなマイルストーンを達成しました。

深宇宙ミッションの大部分は、数十年にわたって実証済みの技術である無線周波数を用いて通信を行っています。しかし、無線通信には帯域幅の制限があり、ミッションで収集されるデータ量が増加するにつれて、それらを送信するための新しい通信技術が必要になります。そこでレーザー通信や光通信が登場します。これらの技術は、利用可能な帯域幅を無線の10倍、あるいは100倍も向上させることができます。

DSOCは、レーザー通信を用いて深宇宙探査機から信号を送信することが実現可能かどうかをテストしています。しかし、もう1つの課題は、地球上でそれらの信号を受信することです。これらの深宇宙ミッションからの信号を受信するNASAのディープ・スペース・ネットワーク（DSN）は、現在、無線信号とレーザー信号の両方を受信できるハイブリッド設計のアンテナの実験を行っています。

この実験的なハイブリッドアンテナは、DSOCからのレーザー信号とPsycheからの無線信号の両方を初めて受信することに成功しました。NASAジェット推進研究所（JPL）のDSN副マネージャー、エイミー・スミス氏は声明で、「当社のハイブリッドアンテナは、技術デモの開始直後からDSOCのダウンリンクを正常にかつ確実にロックオンし、追跡することができています」と述べています。「Psycheの無線周波数信号も受信できたため、無線と光周波数による同期深宇宙通信を初めて実証しました。」

このハイブリッドアンテナは、既存の無線アンテナのハードウェアを改造し、アンテナの中央に分割されたミラー群を追加することで構築されました。これにより、レーザー信号はアンテナ構造から伸びる長いアームに設置されたカメラにリダイレクトされます。

「私たちは、鏡、精密センサー、カメラのシステムを使用して、深宇宙からのレーザーを積極的に調整し、検出器に到達するファイバーに向けます」と、JPLの通信地上システム副マネージャー兼ハイブリッドアンテナデリバリーマネージャーであるBarzia Tehrani氏は説明する。

目標は、DSNネットワーク内のアンテナをアップグレードしてレーザー通信と無線通信の両方に対応させること、あるいは将来的には専用のハイブリッドアンテナを新たに建設することです。「1つの資産で2つの目的を同時に達成できます。通信道路を高速道路に転換し、時間、費用、資源を節約するのです」とテヘラニ氏は述べています。