Η επικοινωνία μέσω ακτίνων λέιζερ αποτελεί ένα από τα πλέον ενδιαφέροντα αντικείμενα έρευνας της διαστημικής τεχνολογίας, και ως εκ τούτου είναι πολλά τα πειράματα και η έρευνα και ανάπτυξη που λαμβάνει χώρα στον κλάδο.
Η επικοινωνία μέσω ακτίνων λέιζερ αποτελεί ένα από τα πλέον ενδιαφέροντα αντικείμενα έρευνας της διαστημικής τεχνολογίας, και ως εκ τούτου είναι πολλά τα πειράματα και η έρευνα και ανάπτυξη που λαμβάνει χώρα στον κλάδο.
Σε αυτό το πλαίσιο εντάσσεται δοκιμή που προορίζεται να πραγματοποιηθεί από το Asteroid Impact Mission (AIM) της ESA, η οποία αναμένεται να λάβει τελική έγκριση στις 16 Δεκεμβρίου. Πρόκειται για μια αποστολή επίδειξης/ δοκιμής τεχνολογίας για το Βαθύ Διάστημα, που θα είναι (εάν πάρει πράσινο φως) η πρώτη αποστολή ανθρώπινου σκάφους σε διπλό αστεροειδή.
Μεταξύ των καινοτόμων τεχνολογιών που θα δοκιμαστούν συμπεριλαμβάνεται και η επικοινωνία με λέιζερ- που είναι κατά πολύ ταχύτερη αυτής με ραδιοκύματα. Όπως εξηγεί ο Ζόραν Σόντνικ, μηχανικός οπτικών, η τεχνολογία οπτικής επικοινωνίας δεν έχει καθιερωθεί ακόμα για χρήση στο Διάστημα, και το EDRS (European Data Relay System) θα είναι η πρώτη εμπορική εφαρμογή.
«Επί της ουσίας λειτουργεί κάπως σαν κώδικας Μορς, με κωδικοποιημένες λάμψεις φωτός. Το ERDS με δορυφόρους σε υψηλή τροχιά θα χρησιμοποιεί laser links για την επιστροφή περιβαλλοντικών δεδομένων από τους δορυφόρους Sentinel σε χαμηλή τροχιά σε πραγματικό χρόνο- μια τεχνική που έχει επιδειχθεί μέσω των αποστολών τηλεπικοινωνιών Alphasat και Artemis της ESA» σημειώνει.
Το 2013, το Optical Ground Station της ESA στην Τενερίφη συμμετείχε σε αντίστοιχο εγχείρημα με το LADEE της NASA, σε απόσταση 400.000 χλμ. Ωστόσο, αυτή τη φορά η απόσταση θα είναι κατά πολύ μεγαλύτερη: 75 εκατ. χιλιόμετρα, ή αλλιώς το μισό της απόστασης ανάμεσα στη Γη και τον Ήλιο- σημειώνεται ότι, στο πλαίσιο μιας αποστολής στον Άρη, οι αποστάσεις θα είναι ακόμα μεγαλύτερες. Μια ακτίνα λέιζερ από το τηλεσκόπιο λέιζερ του ΑΙΜ (διαμέτρου 13,5 εκ.) σε τέτοια απόσταση θα έχει «αποτύπωμα» 1.100 χλμ- ακόμα και αν πρόκειται σαφώς για μεγάλη απόσταση, αρκεί να σκεφτεί κανείς ότι το αντίστοιχο «αποτύπωμα» με χρήση ραδιοκυμάτων θα ήταν πιο πλατύ από την ίδια τη Γη.
Η πολύ υψηλότερη συχνότητα φωτός λέιζερ συνεπάγεται αυξημένη κατευθυντικότητα και ως εκ τούτου αυξημένο bandwidth, όπως εξηγεί ο Κλέμενς Χις, μηχανικός λέιζερ της ESA. «Την ίδια στιγμή, πολλά φωτόνια θα χαθούν στην πορεία, οπότε πρέπει να χρησιμοποιηθούν εξελιγμένες μέθοδοι μέτρησης φωτονίων για να εντοπιστεί με αξιοπιστία το σήμα» προσθέτει.
Σε παρεμφερές πλαίσιο κινείται και δοκιμή της NASA, σε συνεργασία με την The Aerospace Corporation (Καλιφόρνια), με το σκάφος κλάσης CubeSat, OCSD (Optical Communications and Sensor Demonstration), το οποίο βρίκσεται ήδη σε τροχιά. Πρόκειται για ένα διαστημικό σύστημα επικοινωνίας με λέιζερ, το οποίο είναι ενσωματωμένο στην άτρακτο του σκάφους- ο προσανατολισμός του οποίου ακολουθεί την κατεύθυνση της ακτίνας. Στο πλαίσιο της δοκιμής θα αξιολογηθεί η δυνατότητα «στόχευσης» ενός μικρού δορυφόρου, κατά τη μεταφορά δεδομένων με λέιζερ σε ταχύτητες της τάξης των 200 Mb/s.
Η δεύτερη αποστολή OCSD θα εκτοξευθεί όχι νωρίτερα από την 1η Φεβρουαρίου και θα περιλαμβάνει δύο CubeSats για να επιδειχθεί η δυνατότητα ελιγμών σε μικρή απόσταση μεταξύ τους, με αισθητήρες χαμηλού κόστους και ένα πρωτοποριακό σύστημα προώθησης που χρησιμοποιεί νερό ως προωθητικό.