Phi hành đoàn trên tàu vũ trụ Orion đang thực hiện sứ mệnh Artemis II kéo dài 10 ngày (từ ngày 1 - 10/4 giờ EDT) bay quanh Mặt trăng. Theo đó, 4 phi hành gia gồm: Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch và Jeremy Hansen sẽ trở thành những con người tiến xa nhất ra vũ trụ khi quỹ đạo của tàu Orion tiếp cận cả phần vùng tối của Mặt trăng.

Sứ mệnh Artemis II cũng đánh dấu lần đầu tiên sau hơn 50 năm con người bay quanh Mặt trăng và cũng là chuyến bay có phi hành đoàn đầu tiên của hệ thống tên lửa đẩy SLS và tàu vũ trụ Orion.

Để có thể truyền dữ liệu về Trái đất một cách thuận lợi, NASA trang bị Hệ thống liên lạc quang học Orion Artemis II (O2O) cho tàu Orion. Đó là hệ thống liên lạc laser được phát triển tại Phòng thí nghiệm Lincoln của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) phối hợp với Trung tâm không gian Goddard của NASA. Công nghệ này có khả năng truyền dữ liệu băng thông cao hơn từ không gian so với các hệ thống tần số vô tuyến (RF) truyền thống.

Trong sứ mệnh Artemis II, hệ thống O2O trang bị trên tàu Orion sử dụng chùm tia laser để gửi video và hình ảnh độ phân giải cao về bề mặt Mặt trăng xuống Trái đất với tốc độ tới 260 Mb/giây (Mbps).

Theo NASA, Phòng thí nghiệm Lincoln đã phát triển hệ thống O2O trong hơn 20 năm. NASA tích hợp công nghệ này vào sứ mệnh Artemis II và các sứ mệnh khám phá vũ trụ trong tương lai nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về thám hiểm không gian đường dài và thu thập dữ liệu lớn. Tàu vũ trụ Orion đã thu thập được lượng dữ liệu khổng lồ trong những ngày đầu tiên của sứ mệnh Artemis II.

Farzana Khatri, kỹ sư hệ thống trưởng kiêm thành viên cấp cao của Nhóm Truyền thông Quang học và Lượng tử thuộc Phòng thí nghiệm Lincoln cho biết trước đây, những dữ liệu này nằm trên tàu vũ trụ cho đến khi hạ cánh xuống biển, thậm chí có thể mất nhiều tháng để được chuyển xuống. Tuy nhiên, khi hệ thống O2O hoạt động ở tốc độ cao nhất, tất cả dữ liệu có thể truyền xuống Trái đất trong vòng vài giờ để các chuyên gia phân tích. Nhờ vậy, NASA có thể nhanh chóng công bố những thông tin về các hoạt động của phi hành đoàn Artemis II.

"Với tốc độ 260 megabit mỗi giây, O2O giúp truyền video độ phân giải cao 4K từ Mặt trăng. Ngoài video và hình ảnh, O2O sẽ truyền và nhận quy trình, hình ảnh, kế hoạch bay và đóng vai trò là cầu nối giữa Orion và trung tâm điều khiển nhiệm vụ trên Trái đất", Steve Horowitz - quản lý dự án O2O, chia sẻ.

Cốt lõi của hệ thống O2O là thiết bị đầu cuối quang học dạng module linh hoạt và có khả năng mở rộng (MAScOT). Với kích thước tương đương một con mèo nhà, MAScOT gồm một kính viễn vọng 4 inch được gắn trên một giá đỡ xoay hai trục (gimbal) với hệ thống quang học phía sau cố định. Gimbal định hướng chính xác kính viễn vọng và theo dõi chùm tia laser, qua đó các tín hiệu liên lạc được phát ra và nhận theo hướng người nhận hoặc người gửi dữ liệu mong muốn. Bên dưới gimbal là hệ thống quang học gồm các thấu kính hội tụ ánh sáng, cảm biến theo dõi, gương chuyển hướng nhanh và một số thành phần khác để định hướng chùm tia laser một cách chính xác.

MAScOT là một phần của Dự án trình diễn chuyển tiếp truyền laser tích hợp (LCRD), gồm thiết bị đầu cuối dạng modem và bộ khuếch đại ILLUMA-T, được phóng lần đầu lên Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS vào tháng 11/2023. Trong 6 tháng tiếp theo, nhóm nghiên cứu của MIT đã thực hiện các thí nghiệm kiểm tra, đánh giá chức năng cơ bản, hiệu suất và tiện ích của hệ thống.

Ban đầu, các chuyên gia đã kiểm tra xem liên kết quang ILLUMA-T đến LCRD có hoạt động ở tốc độ dữ liệu lý tưởng là 622 Mbps tải xuống và 51 Mbps tải lên hay không. Trên thực tế, tốc độ dữ liệu vượt ngoài mong đợi với tốc độ dữ liệu là 1,2 Gb/giây (Gbps) tải xuống và 155 Mbps tải lên. Nhờ đó, MAScOT được vinh danh trong Giải thưởng R&D 100 năm 2025. Sau đó, MAScOT được sử dụng cho sứ mệnh Artemis II và dự định sẽ hỗ trợ các sứ mệnh không gian trong tương lai.