Ruimtevaartuig Psyche is er eerder deze maand in geslaagd om over een afstand van 16 miljoen kilometer een bericht via een laserstraal naar de aarde te sturen. De succesvolle test is een belangrijke stap naar snel internet in de ruimte.
Psyche is onderweg naar een gelijknamige ruimterots tussen Mars en Jupiter. Daarvoor moet de ruimtesonde in de komende zes jaar 3,6 miljard kilometer afleggen. NASA gebruikt zijn lange reis ook om wat andere experimenten, waaronder communicatie via een laserstraal, uit te voeren.
Dat lukte op 14 november, liet ruimtevaartorganisatie NASA afgelopen weekend weten. De laserstraal met data legde een afstand van 16 miljoen kilometer af. Dat is ruim veertig keer de afstand tussen de aarde en de maan. Het laserlicht deed er vijftig seconden over om de aarde te bereiken.
“Zowel laserstralen als radiosignalen reizen met ongeveer de snelheid van het licht”, vertelt hoogleraar signaalbewerking en communicatie Jean-Paul Linnartz van de Technische Universiteit Eindhoven. Het is dus niet zo dat laserstralen vanuit een ruimtevaartuig sneller op aarde zijn dan een radiosignaal.
“Maar met een laserstraal kun je meer data in één keer versturen”, legt Linnartz uit. Je hebt daardoor als het ware een hogere downloadsnelheid dan wanneer je data via een radiosignaal ontvangt.
Snel internet in de ruimte
Die ontwikkeling is vooral interessant voor de aankomende bemande maan- en Marsmissies. In november 2024 staat de eerste bemande ruimtereis naar de maan in ruim vijftig jaar op de planning. De eerste Marsmissie met mensen aan boord zou na 2033 moeten plaatsvinden.
Naast communicatie via radiosignalen is het de bedoeling dat toekomstige maan- en Marsmissies ook via laserstralen met de aarde gaan communiceren. Dat maakt het mogelijk om vanuit de ruimte wetenschappelijke informatie, hd-beelden en streamingvideo naar de aarde te sturen. Het wordt daarom ook wel ‘snel internet in de ruimte’ genoemd.
De succesvolle test is volgens ruimtevaartorganisatie NASA een ware mijlpaal. “Het ondersteunt de volgende grote stap van de mensheid: het sturen van mensen naar Mars”, zegt Trudy Kortes van de NASA.
Via laserverbinding heb je hogere ‘downloadsnelheid’
Een groot voordeel van laserstralen is dat je veel meer data tegelijk kunt versturen, zegt Linnartz. Dat komt doordat je een laserstraal beter kunt richten.
“Een normaal radiosignaal waaiert steeds verder uit als het over een grote afstand wordt verstuurd”, legt de hoogleraar uit. “Het signaal wordt daardoor steeds zwakker, waardoor je ook minder data kunt versturen.”
Een laserstraal kun je veel beter richten. Maar het licht van een laserstraal waaiert over grote afstand ook uit. Dat kun je zien als je bijvoorbeeld een laserpen ergens op richt. Hoe verder dat object weg is, hoe groter de stip van de laser.
“Maar het signaal waaiert minder uit dan bij radiosignalen”, vertelt Linnartz . “Daardoor kun je grotere hoeveelheden data in één keer versturen.”
De laserstraal moet nauwkeurig gericht worden
Maar makkelijk is het zeker niet. “De aarde draait rond en het ruimtevaartuig beweegt op een grote afstand door de ruimte”, schetst Linnartz. “Daarnaast doet de laserstraal er een bepaalde tijd over om de aarde te bereiken.”
Met al die factoren moet rekening gehouden worden, anders schiet de laserstraal langs de aarde. Daarom werd tijdens de test eerst vanaf de aarde een zogenoemd bakensignaal naar ruimtevaartuig Psyche gestuurd.
De ruimtesonde kon zijn laser met het bakensignaal richten op het punt waarop de aarde vijftig seconden later zou staan. Daarna is volgens de NASA een pakket met testdata verstuurd. Het laserlicht met daarin de data werd vijftig seconden later opgevangen door een speciale telescoop in Californië.
Ontvang een melding bij nieuwe ontwikkelingen.
