LCRD komunikasi laser misi ruang angkasa 1Gbps dibuat oleh Nasa

Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) NASA akan menggunakan sistem komunikasi laser untuk mengirimkan data dari luar angkasa ke Bumi.

Komunikasi laser akan mengubah cara NASA mendapatkan informasi ke dan dari luar angkasa.

Sejak awal eksplorasi ruang angkasa, NASA menggunakan sistem frekuensi radio untuk berkomunikasi dengan astronot dan pesawat ruang angkasa.

Untuk pesawat ruang angkasa tanpa awak. Mengandalkan stasiun DSN atau Deep Space Network, yang ditempatkan di 3 negara berbeda.

Namun, seiring kemajuan teknologi, misi luar angkasa menghasilkan dan mengumpulkan lebih banyak data.
Kebutuhan akan kemampuan komunikasi setidaknya harus ditingkatkan, dalam arti mendapatkan data lebih cepat dengan waktu singkat.

LCRD memanfaatkan teknologi komunikasi laser, menggunakan cahaya inframerah dibanding gelombang radio, untuk mengkodekan dan mengirimkan informasi ke dan dari Bumi. Cahaya infrared tidak dapat dilihat oleh mata, tapi dapat mengirim data dan tertangkap di instrumen komunikasi.

Baik gelombang radio maupun gelombang sinar infra merah laser adalah bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang titik berbeda di dalam sebuah spektrum.
Keduanya memiliki kecepatan yang sama, perbedaan untuk frekuensi radio, data yang dikirim sangat terbatas dan berisi satu paket sekali kirim.

Cahaya inframerah yang digunakan komunikasi laser berbeda dari gelombang radio untuk komunikasi.

Karena cahaya seperti fiber optik mengunakan laser, mengunakan frekuensi yang jauh lebih tinggi.
Data yang dikemas menjadi lebih banyak setiap transmisi atau satu kali pengiriman.

Nasa telah lama merencanakan peralatan komunikasi dengan laser.
Sekarang LCRD akan di uji coba, mengirim data antara orbit geosinkron dengan kecepatan 1,2 gigabit per detik (Gbps).
Dengan jarak dan kecepatan tersebut, komunikasi di stasiun ruang angkasa dapat mendownload sebuah file film kurang dari 1 menit.
Di masa mendatang, kita dapat melihat hasil video dari pesawat ruang angkasa lebih lengkap.

Dan peneliti mendapatkan data yang dikirim seperti laporan peralatan instrumen dengan data lebih besar dan lebih cepat.

Percobaan LCRD dibuat dengan sistem relai di pesawat ruang angkasa Departemen Pertahanan sebagai bagian dari misi Space Test Program (STP-3).
LCRD akan melanjutkan eksplorasi komunikasi laser NASA dalam mendukung misi masa depan yaitu misi ke Bulan dan sekitarnya.

Membayangkan teknologi kabel tembaga di Bumi dengan fiber optik.
Di era 80 - 90an, kecepatan dial-up atau via telepon, kecepatan hanya mencapai 56Kbps, dan meningkat dengan modem ADSL untuk mendapatkan kecepatan transfer lebih tinggi dalam hitungan Mbits. Seluruhnya berdasarkan gelombang analog, sama seperti transmisi dari suara mesin fax.
Dibanding kecepatan internet fiber optik di rumah saat ini dapat mencapai 1Gbps, jauh lebih tinggi karena mengunakan pengiriman data melalui cahay optik.

Modernisasi teknologi laser optik juga dilakukan untuk komunikasi ruang angkasa.
Layaknya sebuah teknologi untuk transfer data kecepatan tinggi akan digunakan untuk eksplorasi ruang angkasa.
Prinsip yang sama transisi teknologi komunikasi berubah di masa mendatang.

Membuat pengiriman gambar resolusi tinggi, dan data lebih besar, dengan cepat juga diperlukan.
Walau tetap saja akan terjadi kelambatan dalam pengiriman data, karena jarak di ruang angkasa ke Bumi menjadi faktor kelambatan.
Dengan komunikasi laser, pesawat ruang angkasa dapat mengirim jumlah data lebih banyak setiap kali pengiriman atau menerima data ke Bumi.

Dengan LCRD dapat saling melengkapi, dan mendampingi komunikasi data melalui sinyal radio yang ada.

LCRD dapat mengunakan 2 modul optik dan berfungsi sebagai teleskop penerima sinyal. Baik menerima dan mentransmisikan sinyal laser.

Dari sisi satelit komunikasi LCRD tetap mengarahkan ke Bumi, dan satu lagi mengarah ke pesawat ruang angkasa.
Satu modul menerima data dari pesawat ruang angkasa, modul lain mengirim sinyal laser ke Bumi.



Nasa memilih untuk menempatkan 2 stasiun di Bumi, satu berbasis di California dan satu stasiun di Hawai.
Stasiun di Bumi dinamai OGS atau Optical Ground Stations, dari 2 tempat tersebut dinamai OGS-1 dan OGS-2.

Kedua lokasi dipilih, karena cahaya dapat melintas dengan baik tanpa sering terganggu oleh atmofer dan berada pegunungan.

Nasa melakukan pengujian selama 2 tahun untuk tes dan eksperimen.
Awalnya di coba untuk pengiriman data dari OGS-1 ke LCRD dan dikirim kembali ke OGS-2 dan sebaliknya.
Pesawat ruang angkasa LCRD akan mendukung misi masa depan.

LCRD adalah salah satu percobaan yang paling menarik dari beberapa pengembangan yang sempat di demonstrasikan.

Instalasi di ruang angkasa akan dipasang pada peralatan ILLUMA-T di International Space Station / ISS.
Dan misi lain seperti TeraByte Infrared Delivery / TBird, Deep Space Optical Communication / DSOC dan O2O atau Orion Artemis II Optical Communication System.

Rencana LCRD dikembangkan tahun 2011, dan dijadwalkan sebagai satelit komunikasi pada tahun 2019.
Komunikasi laser dapat membawa data 10 - 100 kali lebih besar dibanding frekuensi radio.
Tahun 2018 misi tertunda akibat pendanaan, 2020 ditunda akibat pembiayaan yang membengkak.
Peluncuran satelit relai LCRD dijadwalkan Desember 2021.

Sementara misi ruang angkasa yang sudah berjalan, seperti Voyager untuk penjelahan di tepi tata surya, rover Perseverance dan rover Curiosity di planet Mars serta misi Parker untuk meneliti matahari tetap mengandalkan sinyal radio.

Rover Mars 2020 adalah robot yang akan dikirim ke planet Mars. 3 antena dari rover untuk komunikasi ke Mars. Tugas mengumpulkan sampel batuan dan analisa lingkungan di planet Mars, dan sampel dikirim kembali ke Bumi untuk dipelajari. Dari 7 rover milik Nasa, hanyarover Perseverance yang memiliki kemampuan khusus membawa paling banyak instrumen di planet Mars.

DSN 43 tangani misi Mars 2020 Perseverance Feb 2021. DSN 43 menjadi antena paling kuat dari 14 antena komunikasi pesawat ruang angkasa. Yang ini bukan antena komunikasi biasa seperti komunikasi satelit dan pesawat, tapi untuk komunikasi pesawat ruang angkasa. DSN atau Deep Space Network adalah sistem antena yang berada di 3 negara.

Ketika sebuah misi ruang angkasa membutuhkan komunikasi antara pesawat ruang angkasa dan Bumi dengan jarak 400 juta km. Dibutuhkan kekuatan antena untuk menerima sinyal lemah. Satu lagi antena dibangun di Tianjin dan siap beroperasi tahun 2021

Cerita menarik tentang burung elang yang tinggal di observasi Cebrebros Spanyol. Disana terdapat antena badan antariksa Eropa. Seekor burung elang betina dinamai Nella mampu terbang dengan kecepatan 300km perjam untuk berburu. Mengapa burung tersebut tinggal disana.