Переваги очевидні, приховані в секреті
З іншого боку, технологія лазерного зв'язку краще адаптується до умов глибокого космосу. У глибокому космосі зонду доводиться мати справу з повсюдними космічними променями, а також долати небесне сміття, пил та інші перешкоди під час складної подорожі через пояс астероїдів, великі кільця планет тощо, радіосигнали більш схильні до перешкод.
Суть лазера полягає в фотонному пучку, що випромінюється збудженими атомами, в якому фотони мають дуже стабільні оптичні властивості, добру спрямованість та очевидні енергетичні переваги. З його властивими перевагами,лазериможуть краще адаптуватися до складного середовища глибокого космосу та будувати стабільніші та надійніші комунікаційні канали.
Однак, якщолазерний зв'язокЩоб досягти бажаного ефекту, він повинен добре виконувати точне вирівнювання. У випадку супутникового зонда Spirit ключову роль відіграла система наведення, навігації та керування його головним бортовим комп'ютером, так звана «система наведення, збору та відстеження», яка забезпечує постійне точне вирівнювання лазерного комунікаційного терміналу та пристрою з'єднання наземної команди, забезпечуючи стабільний зв'язок, а також ефективно знижуючи рівень помилок зв'язку та підвищуючи точність передачі даних.
Крім того, таке точне вирівнювання може допомогти сонячним крилам поглинати якомога більше сонячного світла, забезпечуючи рясну енергію длялазерне комунікаційне обладнання.
Звичайно, жодна кількість енергії не повинна використовуватися ефективно. Однією з переваг лазерного зв'язку є висока ефективність використання енергії, що може заощадити більше енергії, ніж традиційний радіозв'язок, зменшити навантаження...детектори глибокого космосуза умов обмеженого енергопостачання, а потім збільшити дальність польоту та час роботидетектори, та отримати більше наукових результатів.
Крім того, порівняно з традиційним радіозв'язком, лазерний зв'язок теоретично має кращу продуктивність у режимі реального часу. Це дуже важливо для дослідження глибокого космосу, допомагаючи вченим вчасно отримувати дані та проводити аналітичні дослідження. Однак, зі збільшенням відстані зв'язку, явище затримки поступово ставатиме очевидним, і перевагу лазерного зв'язку в режимі реального часу необхідно перевірити.
Дивлячись у майбутнє, можливо більше
Наразі дослідження глибокого космосу та комунікаційні роботи стикаються з багатьма викликами, але з постійним розвитком науки і техніки очікується, що в майбутньому для вирішення цієї проблеми будуть використані різноманітні заходи.
Наприклад, щоб подолати труднощі, спричинені далекою відстанню зв'язку, майбутній зонд для глибокого космосу може бути комбінацією високочастотного зв'язку та лазерного зв'язку. Високочастотне комунікаційне обладнання може забезпечити вищу потужність сигналу та покращити стабільність зв'язку, тоді як лазерний зв'язок має вищу швидкість передачі та нижчий рівень помилок, і слід очікувати, що сильний та потужний зв'язок можуть об'єднати зусилля для досягнення більшої відстані та ефективнішого зв'язку.
Рисунок 1. Ранній тест лазерного зв'язку на низькій навколоземній орбіті
Щодо деталей технології лазерного зв'язку, то для покращення використання пропускної здатності та зменшення затримки, очікується, що космічні зонди використовуватимуть більш просунуті інтелектуальні технології кодування та стиснення. Простіше кажучи, відповідно до змін у комунікаційному середовищі, лазерне комунікаційне обладнання майбутнього космічного зонда автоматично налаштовуватиме режим кодування та алгоритм стиснення, прагнучи досягти найкращого ефекту передачі даних, покращити швидкість передачі та зменшити ступінь затримки.
Щоб подолати енергетичні обмеження в місіях з дослідження глибокого космосу та вирішити потреби у розсіюванні тепла, зонд неминуче застосовуватиме технології низького енергоспоживання та екологічні комунікаційні технології в майбутньому, що не тільки зменшить споживання енергії системою зв'язку, але й забезпечить ефективне управління теплом та тепловіддачу. Немає сумнівів, що з практичним застосуванням та популяризацією цих технологій очікується, що лазерна система зв'язку зондів глибокого космосу працюватиме стабільніше, а їх довговічність значно покращиться.
З постійним розвитком технологій штучного інтелекту та автоматизації очікується, що в майбутньому зонди глибокого космосу виконуватимуть завдання більш автономно та ефективно. Наприклад, завдяки попередньо встановленим правилам та алгоритмам, детектор може реалізувати автоматичну обробку даних та інтелектуальне керування передачею, уникнути «блокування» інформації та підвищити ефективність зв'язку. Водночас, технології штучного інтелекту та автоматизації також допоможуть дослідникам зменшити операційні помилки та підвищити точність і надійність місій виявлення, а також виграють від цього лазерні системи зв'язку.
Зрештою, лазерний зв'язок не є всесильним, і майбутні місії з дослідження глибокого космосу можуть поступово реалізувати інтеграцію різноманітних засобів зв'язку. Завдяки комплексному використанню різних комунікаційних технологій, таких як радіозв'язок, лазерний зв'язок, інфрачервоний зв'язок тощо, детектор може забезпечити найкращий комунікаційний ефект у багатопроменевому, багаточастотному діапазоні та підвищити надійність та стабільність зв'язку. Водночас, інтеграція різноманітних засобів зв'язку допомагає досягти багатозадачної спільної роботи, покращити комплексну продуктивність детекторів, а потім сприяти використанню більшої кількості типів і типів детекторів для виконання складніших завдань у глибокому космосі.
Час публікації: 27 лютого 2024 р.