Uzay görevleri, artık her zamankinden daha fazla veri toplayabilen yeni teknolojilere sahip, kendi kendine hareket edip kararlar verebilen otonom araçlar ile yapılıyor. Bu günlerde hâlâ radyo frekansı ile gerçekleştirilen bu veri alışverişi NASA için oldukça yavaş kalıyor. Bu nedenle NASA LCRD’nin (Laser Communications Relay Demonstration) Lazerle İletişim Röle Gösterimi) başlayacağını duyurdu. Bu gösterim lazerle iletişim teknolojilerinin dinamik güçlerini sergileyecek.
NASA’nın uzayda insan ve robotik varlığı artarken, gelişen teknoloji ile uzaydan dünyamıza gönderilen verinin kalitesi ve uzaklıkla orantılı olarak katetmesi gereken mesafe de artıyor. Bu nedenle günümüze kadar kullanılmış ve geleneksel sayılabilecek mevcut radyo frekansı iletişimlerinden uzaklaşmak için büyük bir adım atılıyor. NASA, verileri Dünya’ya olabildiğince hızlı, aynı zamanda güvenli bir şekilde geri getirme ve benzeri görülmemiş veri aktarım teknolojileri ile görevleri daha da güçlendirmek için optik iletişim olarak da bilinen Lazerle İletişim’i benimsemeyi planlıyor.
Neden Lazerle İletişim?
Uzay araçları 4K video ve ses kayıtları gibi yüksek çözünürlüklü verileri toplayacak şekilde geliştikçe, verilerin Dünya’ya geliş süresinde hatırı sayılır bir uzama gerçekleşti. Fakat Lazerle İletişim ile NASA, veri aktarım sürecini önemli ölçüde kısaltabilir ve daha fazla keşif için zaman yaratabilir. Lazerle İletişim, mevcut radyo frekansı sistemlerinden tek bir iletimde 10 ila 100 kat daha fazla verinin Dünya’ya iletilmesini sağlayabilir. Radyo frekansı sistemiyle Mars’ın eksiksiz bir haritasının Mars’tan Dünya’ya gönderilmesi 9 hafta sürerken, Lazer Sistemi ile sadece 9 gün gibi bir süre içerisinde gönderilebilir. Buna artı olarak lazerle iletişim sistemleri daha az hacim, ağırlık ve enerjiye ihtiyaç duyması sayesinde uzay görevleri için daha avantajlı oluyor. MOXIE’nin hacminin daha az olması, uzay aracında birbirinden farklı bilimsel cihazlar için daha fazla yer anlamına gelir. Daha düşük güç tüketimi ile de uzay aracının güç sistemlerine binen yükü azaltır. Bu tür detaylar, NASA’nın görev konseptlerini tasarlama ve geliştirme aşamasında kritik öneme sahip hususlar oluyor.
NASA, en nihayetinde amaçlarının daha fazla keşif yapmak için verilerin ellerine daha hızlı ulaşmasını sağlamak olduğunu açıklıyor. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi Baş Araştırmacısı David Israel LCRD’nin Lazerle İletişim Sistemlerini kullanmanın tüm avantajlarını göstereceğini ve bu sistemi operasyonel olarak en iyi şekilde nasıl kullanabileceğimizi öğrenmemize yardımcı olacağını söylüyor.
‘’Kanıtlanmış olacak bu özellik sayesinde, daha fazla görevde lazerle iletişimi uygulamaya başlayabiliriz, bu da onu gelecekte veri alışverişi yapmak için standart bir yol haline getirebilir.’’
Lazerle İletişim Nasıl Çalışır?
Öncelikle, hem radyo dalgaları hem de lazerle iletişimde kullanılan kızılötesi ışık, elektromanyetik spektrumun farklı noktalarındaki dalga boylarına sahip birer elektromanyetik radyasyon anlamına gelir. İnsan gözüyle görülemeyen bu dalgalar, günlük hayatta televizyon, kumandalar ve cep telefonlarında yer alan teknolojilerde kullanılıyor. Ancak kızılötesi ışık, radyo dalgalarından farklı olarak gönderilmek istenen verileri önemli ölçüde daha sıkı dalgalar halinde paketler. Bu paketleme ise dünyadaki yer istasyonlarının aynı anda daha fazla veri alabilmesine olanak tanır. Lazerle İletişim’in daha hızlı olması gerekmese bile, tek bir gönderim esnasında daha fazla veri iletebilir.
Uzaydaki lazerle iletişim terminalleri, radyo frekansı sistemlerine göre daha dar ışın genişlikleri kullanır. Bu sayede gönderimin iletişim bağlantısının kesilebileceği coğrafi alanı büyük ölçüde azaltarak paraziti en aza indiren veya güvenliği arttıran daha küçük ayak izleri sağlar. Dünya’daki yer istasyonuna istenilen verileri göndermek için hedef alan bir Lazerle İletişim teleskopu Dünya’dan binlerce veya milyonlarca kilometre uzakta olsa dahi, veri gönderimi yaparken neredeyse nokta atışı yapması gerekiyor. Gönderim derecesinin bir kısmının bile sapması lazerin hedefini tamamen kaçırmasına neden olabilir. Bunu tıpkı bir basketbol oyuncusunun potaya çok uzak bir mesafeden basket atmaya çalışmasına benzetebiliriz. NASA’nın lazerle iletişim mühendisleri bu bağlantının kusursuz gerçekleşmesini sağlamak için oldukça karmaşık bir şekilde tasarlanmış görevlerde çalıştıklarını belirtiyor.
Lazerle İletişim Günümüzde Hangi Alanlarda Kullanılabilir?
Daha hızlı ve sağlıklı iletişim sistemleri için lazerle iletişimin kullandığı tek örnek NASA değil. Örneğin, Avrupa merkezli Airbus ürettiği uçaklarda yolculara internet hizmeti sunmak üzere Lazerle İletişim’i kullanmak istiyor. Elon Musk’a ait SpaceX, Starlink uydularını birbirine bağlamak ve daha iyi bir iletişim kurmak için lazer sistemlerinden yararlanıyor. Bir başka örnek olarak Japonya veri aktarımını iyileştirmek için uzaya yeni bir lazer uydusu fırlattı. Yakın gelecekte iletişim ve veri aktarımı için Lazerle İletişim’in yaygınlaşacağı söylenebilir.
Kaynak: Interesting Engineering, NASA
Yazar: Haktan Altıntaş
Editör: Öykü Selen Uysal
