الاتصال بالليزر في الفضاء
الاختبارات > 2011-2020

في يناير 2013، استخدمت وكالة ناسا أشعة الليزر لإرسال صورة الموناليزا إلى المركبة المدارية الاستطلاعية القمرية لمسافة حوالي 390,000 كـم (240,000 ميل). وجرى استخدام خوارزمية تصحيح الخطأ المشابهة لتلك المستخدمة في الأقراص المدمجة، وذلك للتعويض عن تأثير التداخل الجوي.
في سبتمبر 2013، كان نظام الاتصال بالليزر واحدًا من أربعة أدوات علمية جرى إطلاقها مع مهمة ناسا لاستكشاف الغلاف الجوي وبيئة الغبار للقمر ( مستكشف بيئة الغبار والغلاف الجوي القمريLADEE). وبعد شهر من الوصول إلى القمر و 40 يومًا من فحص المركبات الفضائية، بدأت تجارب اتصالات الليزر على مدى ثلاثة أشهر خلال أواخر عام 2013 وأوائل عام 2014. حددت البيانات الأولية، التي حُصل عليها من مُعِدَّة الاتصالات الليزرية القمرية (مستكشف بيئة الغبار والغلاف الجوي القمري LLCD) الموجودة على LADEE، سجلًا لعرض النطاق الترددي للاتصالات الفضائية في أكتوبر 2013، عندما استخدمت الاختبارات الأولى شعاع ليزر نبضي لنقل البيانات عبر مسافة 385,000 كـم (239,000 ميل) بين القمر والأرض، وجرى نقل البيانات «بمعدل تنزيل قياسي قدره 622 ميغابت في الثانية»، وكذلك معدل تحميل بيانات خالٍ من الأخطاء يبلغ 20 ميغابت / ثانية من محطة أرضية إلى LADEE في مدار القمر. تعد تجربة LLCD أول محاولة لوكالة ناسا للاتصال الفضائي ثنائي الاتجاه باستخدام الليزر البصري بدلاً من الموجات الراديوية، وقد أدت إلى تطوير أنظمة الليزر التشغيلية على أقمار ناسا الاصطناعية في السنوات التالية.
في نوفمبر 2013، عُرض اتصال الليزر من طائرة نفاثة تورنادو بنجاح لأول مرة. حيث جرى استخدام محطة ليزر تابعة لشركة Mynaric الألمانية (المعروفة سابقًا باسم ViaLight Communications) لنقل البيانات بمعدل 1 جيجابت / ثانية على مسافة 60 كم وبسرعة طيران تبلغ 800 كم / ساعة. كانت التحديات الإضافية في هذا السيناريو هي مناورات الطيران السريع والاهتزازات القوية وتأثيرات الاضطرابات الجوية. جرى تمويل التجربة التوضيحية من قِبل إيرباص EADS Cassidian ألمانيا وأُجْرِيَت بالتعاون مع مركز الفضاء الألماني DLR.
في نوفمبر 2014، نُفذ أول استخدام على الإطلاق لاتصالات تعتمد على ليزر جيجابت كجزء من نظام تبادل البيانات الأوروبي (EDRS). أُجرايت عروض إيضاحية أخرى للنظام والخدمات التشغيلية في عام 2014. وجرى إرسال البيانات من قمر الاتحاد الأوروبي Sentinel-1A في المدار الأرضي المنخفض عبر رابط بصري إلى ESA-Inmarsat Alphasat في GEO ثم نُقِلَت إلى محطة أرضية باستخدام الوصلة الهابطة ذات النطاق Ka-band التقليدي. يمكن أن يوفر النظام الجديد سرعات لنقل البيانات تصل إلى 7.2 جيجابت / ثانية. يُطلق على محطة الليزر في Alphasat اسم TDP-1 ولا تزال تُستخدم بانتظام لإجراء الاختبارات. أُطلقت أول محطة EDRS والمسماة (EDRS-A) للاستخدام الفعلي محمولة على المركبة الفضائية Eutelsat EB9B وبدأت تعمل في ديسمبر 2016. تقوم المحطة بشكل روتيني بتنزيل بيانات كبيرة الحجم من المركبتين الفضائيتين Sentinel 1A/B و Sentinel 2A/B إلى الأرض. وحتى أبريل 2019 كانت قد قامت بتنفيذ أكثر من 20000 رابط (11 PBit).
في ديسمبر 2014، أعلنت وكالة ناسا عن تجربة OPALS التي تًعد طفرة في اتصالات الليزر من الفضاء إلى الأرض، حيث جرى التنزيل بسرعة 400 ميغا بت في الثانية. وكان هذا النظام قادرًا أيضًا على إعادة الحصول على التتبع بعد فقدان الإشارة بسبب الغطاء السحابي. جرى إطلاق تجربة OPALS في 18 أبريل 2014 إلى محطة الفضاء الدولية لإجراء مزيد من الاختبار لإمكانية استخدام الليزر لنقل البيانات إلى الأرض من الفضاء.
أُجْرِيَ أول عرض توضيحي لـ lasercom من المدار الأرضي المنخفض إلى الأرض باستخدام قمر صناعي صغير هو ( SOCRATES ) بواسطة NICT في عام 2014، وأُجريت التجارب الكمية المحدودة من الفضاء باستخدام نفس القمر الاصطناعي في عام 2016.
في فبراير 2016، أعلنت شركة Google X أنها حققت اتصالاً مستقرًا لاتصالات الليزر بين بالونين في طبقات الستراتوسفير على مسافة 100 كيلومتر (62 ميلًا) كجزء من مشروع لوون. كان الاتصال مستقرًا على مدار عدة ساعات وأثناء النهار والليل وبلغ معدل تبادل البيانات 155 ميجابت / ثانية.
في يونيو 2018، أعلن معمل الاتصال على فيسبوك (المرتبط بـ Facebook Aquila ) عن تحقيق اتصال جو-أرض ثنائي الاتجاه بسرعة 10 جيجابت / ثانية بالتعاون مع "Mynaric". أجريت الاختبارات من طائرة تقليدية من طراز Cessna على مسافة 9 كيلومترات من المحطة الأرضية البصرية. في حين أن سيناريو الاختبار كان لديه اهتزازات هي الأسوأ، واضطراب في الغلاف الجوي، وتغيُر السرعة الزاوية مقارنة بمنصة الستراتوسفير، فإن الوصلة الصاعدة (من الأرض إلى الفضاء) عملت بشكل لا تشوبه شائبة وحققت اتصال بنسبة 100٪ في جميع الأوقات، في حين انخفض معدل نقل الوصلة الهابطة (من الفضاء إلى الأرض) في بعض الأحيان إلى حوالي 96٪ بسبب مُعامل برمجي غير مثالي قيل إنه يمكن إصلاحه بسهولة.
في أبريل 2020، قام الرابط البصري الصغير لمحطة الفضاء الدولية (Small Optical Link for International Space Station SOLISS) الذي أنشأته منظمة استكشاف الفضاء اليابانية (جاكسا) ومختبرات سوني لعلوم الكمبيوتر، بإجراء اتصالًا ثنائي الاتجاه بين محطة الفضاء الدولية وتلسكوب تابع للمعهد الوطني لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات في اليابان.
في 29 نوفمبر 2020، أطلقت اليابان القمر الاصطناعي لنقل البيانات الضوئية بين الأقمار الاصطناعية بتقنية اتصالات الليزر عالية السرعة، المسمى LUCAS (نظام الاتصال باستخدام الليزر Laser Utilizing Communication System).