ΑΣΤΕΡΟΣΚΟΠΕΙΑ ΧΕΛΜΟΥ ΚΑΙ ΚΡΥΟΝΕΡΙΟΥ - ΔΙΑΣΤΗΜΟΣΥΣΚΕΥΗ «ΨΥΧΗ»: Η πρώτη ανταλλαγή μηνυμάτων με το βαθύ Διάστημα χρησιμοποιώντας ακτίνες λέιζερ

Καλλιτεχνική απεικόνιση της διαστημοσυσκευής «Ψυχή» μπροστά
από τον ομώνυμο αστεροειδή

Στις 7 Ιούλη ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) πέτυχε για πρώτη φορά στην Ιστορία της διαστημικής εξερεύνησης οπτική σύνδεση επικοινωνίας με ένα σκάφος στο βαθύ Διάστημα. Η σύνδεση έγινε μεταξύ του πειραματικού οργάνου DSOC (Οπτικές Επικοινωνίες Βαθέος Διαστήματος) στη διαστημοσυσκευή «Ψυχή» (Psyche) της NASA, που τη μέρα εκείνη βρισκόταν 265 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά, και των ειδικών συσκευών DSOC της αμερικανικής διαστημικής υπηρεσίας, που εγκαταστάθηκαν στα αστεροσκοπεία Κρυονερίου (Κορινθίας) και Χελμού (Αχαΐας). Ηταν η πρώτη σύνδεση από τις συνολικά τέσσερις που προγραμματίζεται να πραγματοποιηθούν αυτό το καλοκαίρι, και στέφθηκε από απόλυτη επιτυχία.

Η Μαριέλλα Σπάντα, επικεφαλής Μηχανικής και Καινοτομίας Επίγειων Συστημάτων του ESA, χαρακτήρισε τη θετική έκβαση της δοκιμής (αποτέλεσμα πολύχρονων προσπαθειών τυποποίησης σε διεθνές επίπεδο και υιοθέτησης καινοτόμων λύσεων μηχανικής) θεμέλιο λίθο για τη μελλοντική ανάπτυξη του «Διαδικτύου του Ηλιακού Συστήματος».

Ανεβασμένος από το εσωτερικό του ειδικού κοντέινερ
στο αστεροσκοπείο του Κρυονερίου, ο πομπός λέιζερ
του συστήματος DSOC

Φάρος

Η μετάδοση ξεκίνησε από το αστεροσκοπείο του Κρυονερίου, από όπου μια ισχυρή ακτίνα λέιζερ κατευθύνθηκε προς τη διαστημοσυσκευή «Ψυχή». Αν και δεν μετέφερε πραγματικά δεδομένα, ο «φάρος» αυτός σχεδιάστηκε ώστε να είναι τόσο ακριβής, που η συσκευή DSOC στην «Ψυχή» μπόρεσε να «κλειδώσει» πάνω του και να στείλει αντίστροφα ένα μήνυμα προς τη Γη. Το μήνυμα το συνέλαβε το τηλεσκόπιο «Αρίσταρχος», που βρίσκεται 37 χιλιόμετρα μακριά από το αστεροσκοπείο του Κρυονερίου, σε μια κορυφή του Χελμού.

Η αμφίδρομη επικοινωνία με το βαθύ Διάστημα απαιτούσε το ξεπέρασμα δύο σημαντικών τεχνικών προβλημάτων: Της ανάπτυξης ενός λέιζερ αρκετά ισχυρού ώστε να φτάσει σε ένα μακρινό σκάφος με εξαιρετική ακρίβεια σκόπευσης, και της κατασκευής ενός δέκτη αρκετά ευαίσθητου ώστε να ανιχνεύσει το ασθενέστατο σήμα που θα έστελνε πίσω η διαστημοσυσκευή και μπορεί να αποτελείται μόλις από μερικά φωτόνια. Την ακριβή θέση του σκάφους έδωσε η NASA, χρησιμοποιώντας ισχυρές τεχνικές πλοήγησης, μεταξύ αυτών και την Delta-DOR (Differential One-Way Ranging), την οποία χρησιμοποιεί και ο ESA στις διαπλανητικές αποστολές του, ώστε να προσδιορίσει με ακρίβεια την τροχιά των διαστημοσυσκευών. Στη συνέχεια οι ειδικοί του ESA έπρεπε να προσαρμόσουν τη θέση παίρνοντας υπόψη παράγοντες όπως η πυκνότητα του αέρα, η θερμοκρασιακή διαβάθμιση μέσα στην ατμόσφαιρα και η κίνηση της Γης. Για λόγους ασφάλειας, κατά τη διάρκεια των εκπομπών λέιζερ έκλεισαν τμήματα του ελληνικού εναέριου χώρου πάνω από τα δύο αστεροσκοπεία.

Στο πίσω μέρος του τηλεσκοπίου «Αρίσταρχος» του
αστεροσκοπείου Χελμού διακρίνεται ο δέκτης
ακτίνων λέιζερ του συστήματος DSOC

Φωτόνια

Ο Πομπός Επίγειου Λέιζερ που χρησιμοποιήθηκε ενσωματώνει 5 λέιζερ υψηλής ισχύος, που ελέγχονται από μηχανισμούς κατεύθυνσης υψηλής ακρίβειας, και είναι τοποθετημένος σε ένα κοντέινερ μήκους 6,5 μέτρων, που διαθέτει πλατφόρμα ανεβάσματος του συστήματος μετά τη δύση και κατεβάσματος μέσα στο κοντέινερ πριν την ανατολή, ώστε να μένει προστατευμένο από τον ήλιο και άλλους παράγοντες. Ο Δέκτης Επίγειου Λέιζερ μοιάζει με τους πάγκους πειραματισμού με ακτίνες λέιζερ, με τη διαφορά ότι είναι τόσο ευαίσθητος που μπορεί να ανιχνεύσει ακόμα και μεμονωμένα φωτόνια. Αυτός ο δέκτης προσαρμόστηκε στο πίσω μέρος του τηλεσκοπίου «Αρίσταρχος», διαμέτρου κύριου κατόπτρου 2,3 μέτρων (το μεγαλύτερο των Βαλκανίων και το δεύτερο μεγαλύτερο στην ηπειρωτική Ευρώπη), που βρίσκεται 2.340 μέτρα πάνω από το επίπεδο της θάλασσας, στον Χελμό.

Πέρα από το προσωπικό της NASA στις ΗΠΑ, στο πείραμα συμμετείχαν επιτόπου στα αστεροσκοπεία περίπου 20 επιστήμονες και τεχνικοί. Η ευρωπαϊκή συμμετοχή έγινε με την πλήρη συνεργασία του Εθνικού Αστεροσκοπείου της Αθήνας (ΕΑΑ) και του Ινστιτούτου Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών & Τηλεπισκόπησης (ΙΑΑΔΕΤ) του ΕΑΑ, που επέτρεψαν την τροποποίηση των αστεροσκοπείων Χελμού και Κρυονερίου σε οπτικούς επίγειους σταθμούς βαθέος Διαστήματος και παρείχαν κρίσιμα στοιχεία της όλης υποδομής. Της επικοινωνίας με την «Ψυχή» είχε προηγηθεί επιτυχής οπτική επικοινωνία των δύο ελληνικών αστεροσκοπείων με τον γεωστατικό δορυφόρο Alphasat, σε απόσταση 36.600 χλμ.

Το αστεροσκοπείο Χελμού

Οι οπτικές συνδέσεις με διαστημόπλοια για τη μεταφορά εντολών προς το σκάφος και δεδομένων από τα όργανά του υπόσχονται ταχύτητες επικοινωνίας 10 έως 100 φορές πιο γρήγορες συγκριτικά με τα χρησιμοποιούμενα συστήματα ραδιοεπικοινωνιών. Επίσης, χρησιμοποιούν λιγότερη Ενέργεια και τα απαιτούμενα εξαρτήματα έχουν μικρότερο όγκο και μάζα, ενώ δεν επηρεάζονται και από παρεμβολές. Τον ερχόμενο Νοέμβρη οι υπουργοί των χωρών που συμμετέχουν στον ESA θα αποφασίσουν για το πρόγραμμα ASSIGN (Advancing Solar System Internet and GrouNd), που στοχεύει στον συνδυασμό των υπαρχόντων και μελλοντικών μέσων ραδιοεπικοινωνίας με τα οπτικά δίκτυα, σε ένα συνεκτικό δίκτυο, που θα χρησιμοποιείται από τις μελλοντικές διαστημικές αποστολές αλλά (όπως ήταν αναμενόμενο) και από την ευρωπαϊκή βιομηχανία, στον ανταγωνισμό της με τα άλλα ιμπεριαλιστικά κέντρα.

Το τηλεσκόπιο «Αρίσταρχος»

Ο ESA εξετάζει την κατασκευή ενός ρυμουλκού ηλεκτρικής πρόωσης, με το όνομα «LightShip», που θα μεταφέρει επανδρωμένα διαστημόπλοια στον Αρη και όταν φτάνει στον κόκκινο πλανήτη θα μπαίνει σε τροχιά για να παρέχει υπηρεσίες τηλεπικοινωνιών και πλοήγησης. Το «LightShip» θα διαθέτει σύστημα επικοινωνιών τμήμα του οποίου θα αποτελεί και υποσύστημα οπτικών τηλεπικοινωνιών, παρόμοιο με αυτό που δοκιμάστηκε πριν δυο βδομάδες από τα αστεροσκοπεία της Πελοποννήσου.

Πηγές: https://www.esa.int, https://helmos.astro.noa.gr, https://kryoneri.astro.noa.gr

Επιμέλεια: Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ

Από το Ριζοσπάστη του Σαββατοκύριακου (19-20 Ιουλίου 2025)