В миссии на Луну использовалась лазерная связь. Возможна ли такая же связь при полете на Марс?

Да, это не только возможно, но уже успешно тестируется.

Лазерная (оптическая) связь — это технология будущего для глубокого космоса, и она уже прошла проверку на огромных расстояниях, значительно превышающих расстояние до Луны.

Вот подробности того, как это работает и с какими трудностями сталкиваются ученые:

1. Текущий успех: эксперимент DSOC

В октябре 2023 года НАСА запустило миссию к астероиду Психея, на борту которой находится прибор DSOC (Deep Space Optical Communications — Оптическая связь в глубоком космосе).

• Рекорд: В декабре 2023 года с помощью лазера было передано видео в формате 4K с расстояния 31 миллион километров (это в 80 раз дальше, чем до Луны).
• Скорость: Даже на таком расстоянии скорость передачи данных составила 267 Мбит/с, что сравнимо с домашним скоростным интернетом. Для сравнения: обычная радиосвязь на таком расстоянии была бы в десятки раз медленнее.

2. Почему лазер лучше радио?

Основное преимущество лазера — плотность передачи данных.

• Радиоволны сильно рассеиваются в пространстве. К тому моменту, как сигнал с Марса доходит до Земли, он становится очень слабым и «широким».
• Лазерный луч гораздо уже. Это позволяет концентрировать энергию и передавать в 10–100 раз больше информации в секунду, используя оборудование того же веса и мощности, что и радиопередатчики.

3. Главные сложности связи с Марсом

Несмотря на успех, использовать лазер на пути к Марсу гораздо сложнее, чем на Луне:

• Расстояние: Луна находится в 384 000 км от нас. Марс — в среднем в 225 млн км (максимум до 400 млн км). На таком расстоянии даже крошечное отклонение лазера на Марсе приведет к тому, что луч «промахнется» мимо Земли на тысячи километров.
• Движение планет: Пока лазерный луч летит от Марса до Земли (это занимает от 3 до 22 минут), Земля успевает сместиться по своей орбите. Системе наведения нужно целиться не туда, где Земля сейчас, а туда, где она будет через 20 минут.
• Преграды: Лазерный луч не проходит сквозь плотные облака. Если над наземной приемной станцией плохая погода, связь прервется. Поэтому нужно строить сеть станций в разных точках планеты или выводить приемники на орбиту Земли.
• Солнце: Если Марс находится «за» Солнцем относительно Земли, солнечный свет может просто «засветить» слабый лазерный сигнал.

Почему это критически важно для полета на Марс?

Когда люди отправятся на Марс, им нужно будет передавать огромные объемы данных:

1. Видеосвязь в высоком разрешении с семьями и ЦУПом.
2. Огромные массивы научных данных и телеметрии корабля.
3. Карты высокой четкости и метеоданные в реальном времени.

Радиосвязь эпохи программы «Аполлон» с этим просто не справится. Поэтому лазерная связь рассматривается как основной стандарт для будущих марсианских колоний.

Итог: Технология уже существует и была проверена на дистанциях, сопоставимых с расстоянием до Марса. В ближайшие 10–15 лет она станет основным способом общения с межпланетными станциями.