Telset.id – NASA akan menguji sistem komunikasi laser berkecepatan tinggi bernama O2O dalam misi Artemis II yang akan terbang melintasi Bulan pada 2026. Sistem ini dirancang untuk mengirim data, termasuk video 4K dan foto, dari kapsul Orion ke Bumi dengan kecepatan hingga 260 Mbps, jauh lebih cepat dari teknologi radio konvensional.
O2O, singkatan dari Orion Artemis II Optical Communications System, merupakan hasil kolaborasi lebih dari dua dekade antara NASA dan MIT Lincoln Laboratory. Sistem ini bertujuan membangun jalur komunikasi pita lebar yang lebih baik untuk eksplorasi ruang angkasa dalam. Menurut wawancara dengan tim pengembang di Scientific American, O2O menandai puncak dari serangkaian uji coba teknologi laser NASA selama 20 tahun terakhir.
Greg Heckler, Wakil Manajer Program untuk Komunikasi dan Navigasi Antariksa NASA, menjelaskan bahwa meskipun komunikasi radio tetap menjadi sistem inti Orion, O2O menawarkan lompatan kemampuan. “Sejak NASA berdiri, kami selalu menggunakan teknologi komunikasi gelombang mikro, biasanya sinyal dalam rentang frekuensi gigahertz,” katanya. Sistem berbasis laser menggunakan pulsa cahaya inframerah untuk mengkodekan data, memungkinkan transmisi informasi yang jauh lebih besar dengan perangkat yang lebih ringkas dan ringan.
Komponen inti O2O telah melalui berbagai uji validasi. Eksperimen Lunar Laser Communication Demonstration pada 2013 mencatat rekor kecepatan unduh dari Bulan ke Bumi. Misi terbaru seperti TBIRD pada satelit kubus orbit rendah dan eksperimen DSOC pada pesawat Psyche terus mendorong batas kecepatan dan jarak komunikasi laser. Heckler menegaskan, “Setiap percobaan, kami memecahkan rekor kecepatan data, dan O2O akan menjadi mahkota dari serangkaian proyek demonstrasi ini.”
Baca Juga:
Spesifikasi dan Manfaat Praktis
Perangkat O2O yang berukuran sebesar kucing rumah diproyeksikan memiliki kecepatan unduh ke Bumi 260 Mbps dan kecepatan unggah ke Orion 20 Mbps. Heckler berkomentar, “Itu adalah kecepatan internet yang cukup bagus bahkan untuk standar broadband rumahan.” Asimetri kecepatan ini disebabkan oleh penerima cahaya yang lebih kecil di pesawat Orion.
Dalam skenario panggilan video dua arah, latensi sinyal bolak-balik sekitar satu detik. “Itu dapat dirasakan, tetapi tidak menghalangi percakapan,” ujar Heckler. Kemampuan ini akan menjadi krusial seiring rencana Artemis untuk mendirikan kehadiran manusia jangka panjang di Bulan dan orbitnya. “Bayangkan artinya bagi seorang astronot di lingkungan bertekanan tinggi di Bulan untuk dapat melakukan panggilan video dengan keluarga,” tambahnya.
Saluran transmisi informasi yang lebih efisien juga memungkinkan ilmuwan di Bumi mengakses data misi kritis dari perekam data penerbangan secara real-time, tanpa harus menunggu Orion kembali dan mendarat. Di masa depan, komunikasi dua arah yang berkelanjutan dapat mendukung pengoperasian kendaraan penjelajah Bulan dari jarak jauh dan pemantauan infrastruktur kunci di permukaan Bulan.
Bagi publik, nilai O2O yang paling terlihat adalah kemampuan membawa gambar yang lebih jernih dari 28 kamera yang dipasang di Orion. Sistem ini dapat mentransmisikan secara bersamaan video 4K, foto, data ilmiah, dan komunikasi suara. “Kamera merekam misi itu sendiri. Kami ingin memberikan gambar definisi tinggi 4K kepada publik Amerika,” kata Heckler.
Tantangan Teknis Akurasi Penunjukan
Brian Robinson, pemimpin kelompok Komunikasi Cahaya dan Kuantum di MIT Lincoln Laboratory yang mengembangkan terminal O2O, mengungkapkan tantangan terbesar. Laser yang digunakan sebenarnya adalah laser semikonduktor standar industri telekomunikasi pada panjang gelombang inframerah tak terlihat. Amplifier serat yang didoping erbium meningkatkan daya pancar menjadi 1 watt.
Saat sinar laser dari Orion mencapai Bumi pada jarak sekitar 384.400 km, diameter titik cahayanya bisa mencapai 6 km. Robinson menganalogikan, “Jika Anda memiliki pena laser dengan aperture beberapa milimeter, pada jarak beberapa meter, itu hanya titik kecil di layar. Tapi jika Anda melintasi 400.000 km di luar angkasa, titik itu akan jauh lebih besar.”
Dari perspektif Bulan, target berdiameter 6 km itu sangat kecil. “Tantangan teknis terbesar untuk misi ini adalah mencapai penunjukan yang tepat,” tegas Robinson. Modul O2O akan mentransmisikan data ke stasiun darat di New Mexico dan California, di mana udara kering dan sedikitnya awan mendukung stabilitas tautan komunikasi. “Untuk membangun komunikasi, akurasi penunjukan harus dalam seperseribu derajat.”
Mencapai akurasi ini memerlukan pengetahuan yang presisi tentang posisi dan orientasi pesawat Orion, yang sangat sulit di ruang angkasa. Sensor bintang di Orion dapat mengidentifikasi orientasi pesawat, tetapi penyimpangan antara sensor bintang dan terminal komunikasi hanya dapat diukur dan dikalibrasi sepenuhnya setelah berada di luar angkasa. Robinson menjelaskan, “Kami akan mengkalibrasi offset dari sensor bintang dengan hati-hati, tetapi bahkan perbedaan jarak antara sensor bintang dan terminal O2O di pesawat, faktor seperti suhu dapat menyebabkan distorsi yang memengaruhi akurasi penunjukan.”
Sistem O2O mencapai penunjukan laser melalui teleskop 10 cm yang dipasang pada gimbal dua sumbu, yang dapat berputar di atas belahan bumi untuk menangkap target. Komponen optik di belakangnya, termasuk lensa pengumpul, sensor pelacak, dan cermin pengarah cepat, akan melakukan penyetelan halus pada berkas laser. “Selama pesawat mengarahkan kami ke belahan bumi target, kami dapat beroperasi,” kata Robinson. Namun, tetap ada ketidakpastian, seperti panel surya atau badan pesawat Orion yang mungkin menghalangi sinyal, dan apakah pesawat dapat mempertahankan orientasi yang stabil. “Pada upaya penunjukan pertama, kami pasti akan menemukan karakteristik pesawat yang hanya terlihat saat terbang di ruang angkasa.”
Saat Orion terbang di sisi jauh Bulan, semua sistem komunikasi akan mengalami interupsi singkat. Namun, dalam misi Artemis berikutnya, satelit relay akan mengisi celah komunikasi di sisi jauh Bulan. Pengembangan infrastruktur komunikasi ruang angkasa seperti ini juga menjadi perhatian dalam diskusi tentang proliferasi satelit, seperti rencana satelit AI Elon Musk yang berpotensi memicu kekacauan orbit.
Uji coba O2O dalam misi Artemis II yang telah mengalami penundaan ini merupakan langkah kritis. Kesuksesannya akan membuka jalan bagi komunikasi real-time berdefinisi tinggi untuk eksplorasi manusia yang lebih dalam, sekaligus mendukung operasi saintifik yang lebih kompleks. Persiapan kru juga terus berjalan, termasuk seleksi kandidat astronot ESA untuk misi-misi Artemis di masa depan.
