Нещодавно американський зонд Spirit завершив тест на глибокий космічний лазерний зв'язок із наземними засобами на відстані 16 мільйонів кілометрів, встановивши новий облік відстані оптичної комунікації. Отже, які перевагиЛазерне спілкування? На основі технічних принципів та вимог місії, які труднощі потрібно подолати? Яка перспектива його застосування в галузі глибокого дослідження простору в майбутньому?
Технологічні прориви, не бояться викликів
Дослідження глибокого космосу - надзвичайно складне завдання в процесі космічних дослідників, які вивчають Всесвіт. Зонди повинні перетинати віддалений міжзоряний простір, подолати екстремальні середовища та суворі умови, отримувати та передавати цінні дані, а комунікаційна технологія відіграє життєво важливу роль.
Схематична діаграмаглибоке космічне лазерне спілкуванняЕксперимент між супутниковим зондом духу та обсерваторією ґрунту
13 жовтня розпочався зонд Spirit, починаючи подорож розвідки, яка триватиме щонайменше вісім років. На початку місії він працював з телескопом Хейла в обсерваторії Паломара в Сполучених Штатах, щоб перевірити технологію лазерного зв'язку глибокого простору, використовуючи майже інфрачервоне лазерне кодування для спілкування даних з командами на Землі. З цією метою детектор та його лазерне комунікаційне обладнання потрібно подолати щонайменше чотири типи труднощів. Відповідно, віддалену відстань, ослаблення сигналів та перешкоди, обмеження пропускної здатності та затримку, обмеження енергії та проблеми розсіювання тепла заслуговують уваги. Дослідники давно очікували та підготувались до цих труднощів і пробили низку ключових технологій, закладаючи гарну основу для зонду Spirit для проведення експериментів з глибоким космічним лазерним спілкуванням.
Перш за все, детектор Spirit використовує високошвидкісну технологію передачі даних, вибраний лазерний промінь як середовище передачі, оснащений aЛазер з високою потужністюпередавач, використовуючи перевагиЛазерна передачаШвидкість та висока стабільність, намагаючись встановити лазерні зв'язки в глибокому космічному середовищі.
По -друге, з метою підвищення надійності та стабільності спілкування, детектор духу застосовує ефективну технологію кодування, яка може досягти більшої швидкості передачі даних у обмеженій пропускній здатності, оптимізуючи кодування даних. У той же час, це може знизити швидкість помилок біту та підвищити точність передачі даних, використовуючи технологію кодування виправлення помилок вперед.
По -третє, за допомогою інтелектуальної технології планування та управління, зонд реалізує оптимальне використання ресурсів комунікацій. Технологія може автоматично коригувати протоколи комунікації та швидкість передачі відповідно до змін у вимогах завдань та комунікаційному середовищу, таким чином забезпечуючи найкращі результати комунікації при обмежених енергетичних умовах.
Нарешті, для покращення можливості прийому сигналу, Spirit Probe використовує багатопроменеву технологію прийому. Ця технологія використовує багаторазові антени для формування масиву, що може підвищити чутливість до прийому та стабільність сигналу, а потім підтримувати стабільний зв'язок зв'язку в складному глибокому космічному середовищі.
Переваги очевидні, приховані в таємниці
Зовнішній світ не складно виявити, щолазерЧи є основним елементом тесту глибокого космічного зв'язку духовного зонда, тож які конкретні переваги мають лазер, щоб допомогти значному прогресу глибокого космічного спілкування? Яка таємниця?
З одного боку, зростаючий попит на масивні дані, зображення високої роздільної здатності та відео для місій глибокого простору, зобов’язаний вимагати більш високих показників передачі даних для глибокого космічного зв'язку. Зважаючи на відстань передачі комунікації, яка часто "починає" з десятками мільйонів кілометрів, радіохвилі поступово "безсилі".
У той час як лазерна комунікація кодує інформацію про фотони, порівняно з радіохвилями, майже інфрачервоні світлові хвилі мають більш вузьку довжину хвилі та більшу частоту, що дозволяє побудувати просторові дані «шосе» з більш ефективною та плавною передачею інформації. Цей пункт був попередньо перевірений на ранніх експериментах з низькоземленою орбітою. Після вжиття відповідних адаптивних заходів та подолання атмосферних перешкод, швидкість передачі даних системи лазерної комунікації колись була майже в 100 разів вище, ніж у попередніх засобах зв'язку.
Час посади: лютий-26-2024