Đầu tháng này, sứ mệnh mặt trăng có người lái "Artemis II" của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA) đã đưa thành công bốn phi hành gia vào quỹ đạo mặt trăng. Lần đầu tiên, một hệ thống liên lạc laser thế hệ mới được sử dụng trên quy mô lớn trong sứ mệnh truyền hình ảnh độ phân giải cao về trái đất theo thời gian thực. Trong quá trình này, các trạm mặt đất chịu trách nhiệm về nhiệm vụ tiếp nhận không chỉ bao gồm các trạm chính được NASA triển khai tại Hoa Kỳ mà còn bao gồm một tập hợp các thiết bị đầu cuối thử nghiệm chi phí thấp do các công ty khởi nghiệp Observable Space và Quantum Opus cùng xây dựng và được triển khai tại Đại học Quốc gia Úc.

Theo báo cáo, bộ thiết bị đầu cuối thử nghiệm này đã nhận thành công tín hiệu dữ liệu laser từ tàu vũ trụ Orion quay quanh mặt trăng. Tốc độ đường xuống đạt 260 megabit/giây và được sử dụng để truyền hình ảnh và video được ghi lại trong nhiệm vụ. Hai công ty cho biết kết quả này chứng minh rằng việc thiết lập các liên kết dữ liệu thông lượng cao giữa Trái đất và tàu vũ trụ không gian sâu không nhất thiết đòi hỏi các cơ sở chuyên dụng đắt tiền và các hệ thống chi phí tương đối thấp cũng có thể hoạt động hiệu quả.

Thiết bị đầu cuối chịu trách nhiệm thu và khóa tín hiệu laser từ "Orion" bằng kính thiên văn và phần mềm do Observable Space cung cấp, sau đó giải mã dữ liệu thông qua cảm biến photon do Quantum Opus phát triển. Hai công ty cho biết, so với các cơ sở tiếp nhận liên lạc không gian sâu "tùy chỉnh" truyền thống thường cần đầu tư hàng chục triệu đô la, thì tổng chi phí của hệ thống này chưa đến 5 triệu đô la Mỹ và lợi thế về chi phí là rất đáng kể. Trong cuộc trình diễn này, các trạm thu chính của NASA ở California và New Mexico, cùng với các thiết bị đầu cuối thử nghiệm chi phí thấp ở Úc, đã nhận và giải mã thành công các luồng video 4K từ chuyến bay lên mặt trăng.

NASA đã tiếp tục thúc đẩy việc xác minh công nghệ truyền thông laser không gian sâu trong vài năm qua, bao gồm cả sứ mệnh tiểu hành tinh để đạt được trình diễn liên kết dữ liệu với một tàu vũ trụ cách Trái đất 218 triệu dặm. So với liên lạc tần số vô tuyến vẫn là lựa chọn chủ đạo, liên lạc laser có lợi thế đáng kể về băng thông và khả năng truyền dữ liệu, đồng thời được coi là công nghệ chủ chốt đáp ứng nhu cầu dữ liệu của các sứ mệnh thám hiểm không gian sâu trong tương lai và mạng vệ tinh quy mô lớn. Tuy nhiên, chuỗi laser dễ bị ảnh hưởng bởi mây và thời tiết nên phải duy trì đường ngắm rõ ràng tới mục tiêu. Do đó, bố trí trạm mặt đất yêu cầu triển khai phân tán trên các khu vực và kinh độ để cải thiện tính khả dụng và độ tin cậy. Lần này chúng tôi chọn thiết lập một trạm ở Úc, bên ngoài lục địa Hoa Kỳ, chính vì cân nhắc việc bao quát khoảng thời gian ở bên kia trái đất.

Người đồng sáng lập Quantum Opus và cựu phi hành gia người Mỹ Josh Casada đã chỉ ra rằng trong những bức ảnh "Trái đất mọc" đầu tiên được chụp bởi các phi hành gia Artemis II, lục địa xuất hiện đầu tiên trong ảnh là Úc, điều này cũng khiến cuộc trình diễn việc thiết lập một trạm ở Úc này mang tính biểu tượng độc đáo.

Sau sứ mệnh, Dan Roark, Giám đốc điều hành của Observable Space, cho biết sứ mệnh này đã chứng minh rằng đường truyền dữ liệu laser từ vũ trụ xuống trái đất có đủ điều kiện để tiến tới thương mại hóa và triển khai trên quy mô lớn. Hiện nay, các liên kết laser đã được sử dụng rộng rãi trong liên lạc từ vũ trụ đến không gian giữa các vệ tinh. Tuy nhiên, trước đây nó hiếm khi được sử dụng để truyền dữ liệu trực tiếp từ không gian về trái đất. Một lý do quan trọng là chi phí quá cao. Rolke tin rằng với sự xuất hiện của các giải pháp thiết bị đầu cuối chi phí thấp tương tự, chúng ta có thể bắt đầu hình dung việc triển khai mạng lưới thu sóng laser mặt đất mở cho các hệ thống vệ tinh khác nhau trên khắp thế giới.

Ông tiết lộ rằng Observable Space có kế hoạch thúc đẩy việc mở rộng mạng lưới này trong năm tới và hơn thế nữa, nhưng chiến lược hoàn chỉnh vẫn chưa được công bố. Về mô hình kinh doanh, công ty đang đánh giá nhiều hướng, bao gồm xây dựng và vận hành mạng lưới trạm mặt đất một cách độc lập, hợp tác với các nhà cung cấp "trạm mặt đất dưới dạng dịch vụ" (trạm mặt đất dưới dạng dịch vụ) hiện có hoặc cộng tác với các nhà khai thác với các chùm vệ tinh quy mô cực lớn, những người sẽ tự xây dựng và nắm giữ cơ sở hạ tầng quan trọng. Theo quan điểm của ông, bất kể đi theo con đường nào, điều quan trọng là chuyển đổi khả năng liên lạc bằng laser không gian sâu cao cấp mà trước đây chỉ được "tùy chỉnh để sử dụng" trong một số nhiệm vụ thành cơ sở hạ tầng bình thường có thể được sử dụng theo yêu cầu và với số lượng lớn.

Được thúc đẩy bởi kế hoạch quay trở lại mặt trăng của "Artemis", nhu cầu về dữ liệu dung lượng cao như hình ảnh và video từ các sứ mệnh không gian sâu tiếp tục tăng, trong khi nhu cầu từ các nhà khai thác vệ tinh thương mại trong các lĩnh vực như quan sát trái đất, Internet băng thông rộng và tải trọng khoa học cũng đang tăng nhanh. Các nhà quan sát trong ngành tin rằng màn trình diễn liên lạc bằng laser trong chuyến bay quanh mặt trăng của Artemis II không chỉ là cuộc thử nghiệm tập trung vào lộ trình kỹ thuật kéo dài nhiều năm của NASA mà còn cung cấp một mô hình thực tế cho các doanh nghiệp tư nhân tham gia xây dựng cơ sở hạ tầng liên lạc bằng laser toàn cầu. Với sự trưởng thành của các thiết bị đầu cuối quang học chi phí thấp và công nghệ phát hiện photon, sự cạnh tranh và hợp tác thương mại xung quanh mạng truyền thông quang thông lượng cao "không gian-Trái đất" dự kiến ​​sẽ tăng tốc trên quy mô toàn cầu trong vài năm tới.