Нядаўна зонд духу ЗША завяршыў тэст на лазерную сувязь з глыбокім прасторай з наземнымі аб'ектамі ў 16 мільёнах кіламетраў, усталяваўшы новы касмічны аптычны запіс на адлегласці. Такім чынам, якія перавагілазерная сувязь? Зыходзячы з тэхнічных прынцыпаў і патрабаванняў місіі, якія цяжкасці павінны пераадолець? У чым перспектыва яго прымянення ў галіне даследавання глыбокай прасторы ў будучыні?
Тэхналагічны прарыў, не баючыся праблем
Даследаванне глыбокай прасторы - надзвычай складаная задача ў ходзе касмічных даследчыкаў, якія вывучаюць Сусвет. Зонды павінны перасякаць далёкую міжзоркавую прастору, пераадолець экстрэмальныя ўмовы і жорсткія ўмовы, набываць і перадаваць каштоўныя дадзеныя, а тэхналогія зносін гуляе жыццёва важную ролю.
Схематычная схемаГлыбокая касмічная лазерная сувязьЭксперыментуйце паміж духам спадарожнікавага зонду і наземнай абсерваторыяй
13 кастрычніка запушчаны зонд Spirit, пачаўшы падарожжа па разведцы, якое праслужыць не менш за восем гадоў. У пачатку місіі ён працаваў з тэлескопам Хейла ў абсерваторыі Palomar у ЗША, каб праверыць тэхналогіі лазернай сувязі з глыбокай прасторай, выкарыстоўваючы амаль інфрачырвонае кадаванне для зносін з камандамі на Зямлі. З гэтай мэтай дэтэктар і яго лазернае абсталяванне для сувязі павінны пераадолець як мінімум чатыры тыпы цяжкасцей. Адпаведна, далёкая адлегласць, паслабленне сігналу і ўмяшанне, абмежаванне прапускной здольнасці і затрымка, абмежаванне энергіі і праблемы рассейвання цяпла заслугоўваюць увагі. Даследчыкі даўно чакалі і рыхтаваліся да гэтых цяжкасцей, і прарваліся праз шэраг ключавых тэхналогій, заклаўшы добрую аснову для духу, каб правесці эксперыменты па лазернай сувязі з глыбокай прасторай.
Перш за ўсё, дэтэктар духу выкарыстоўвае хуткасную тэхналогію перадачы дадзеных, выбраны лазерны прамень у якасці носьбіта перадачы, абсталяваны AЛазер высокай магутнасціперадатчык, выкарыстоўваючы перавагіЛазерная перадачахуткасць і высокая ўстойлівасць, спрабуючы ўсталяваць лазерныя сувязі ў глыбокай касмічнай абстаноўцы.
Па -другое, для паляпшэння надзейнасці і стабільнасці сувязі, дэтэктар духу прымае эфектыўную тэхналогію кадавання, якая можа дасягнуць больш высокай хуткасці перадачы дадзеных у межах абмежаванай прапускной здольнасці шляхам аптымізацыі кадавання дадзеных. У той жа час, гэта можа знізіць хуткасць памылак і палепшыць дакладнасць перадачы дадзеных, выкарыстоўваючы тэхналогію кадавання выпраўлення памылак наперад.
Па -трэцяе, з дапамогай інтэлектуальнай тэхналогіі планавання і кіравання, зонд рэалізуе аптымальнае выкарыстанне рэсурсаў сувязі. Тэхналогія можа аўтаматычна карэктаваць пратаколы сувязі і хуткасць перадачы ў адпаведнасці са зменамі патрабаванняў задач і ўмовы сувязі, забяспечваючы самыя лепшыя вынікі сувязі пры абмежаваных умовах энергіі.
Нарэшце, для паляпшэння магчымасці прыёму сігналу, Spirit Probe выкарыстоўвае тэхналогію прыёму з некалькімі прамянямі. Гэтая тэхналогія выкарыстоўвае некалькі прыёмных антэн для фарміравання масіва, што можа павысіць прыёмную адчувальнасць і стабільнасць сігналу, а затым падтрымліваць стабільную сувязь у складанай глыбокай касмічнай абстаноўцы.
Перавагі відавочныя, схаваныя ў сакрэце
Знешні свет не складана знайсці, штолазерЦі з'яўляецца асноўны элемент глыбокага касмічнага зносін з зондам духу, таму якія канкрэтныя перавагі павінны дапамагчы лазеру дапамагчы значны прагрэс глыбокай касмічнай камунікацыі? Якая таямніца?
З аднаго боку, расце попыт на масіўныя дадзеныя, выявы і відэа з высокім дазволам для глыбокіх місій па разведцы прасторы патрабуюць больш высокіх паказчыкаў перадачы дадзеных для глыбокай касмічнай камунікацыі. Ва ўмовах адлегласці перадачы сувязі, якая часта "пачынаецца" дзясяткамі мільёнаў кіламетраў, радыёхвалі паступова "бяссільныя".
У той час як лазерная сувязь кадуе інфармацыю пра фатоны, у параўнанні з радыёхвалі, амаль інфрачырвоныя светлыя хвалі маюць больш вузкую даўжыню хвалі і больш высокую частату, што дазваляе стварыць прасторавыя дадзеныя "шашы" з больш эфектыўнай і плаўнай перадачай інфармацыі. Гэты момант быў папярэдне правераны ў ранніх касмічных эксперыментах на нізкай зямлі. Пасля прыняцця адпаведных адаптыўных мер і пераадолення атмасфернага ўмяшання, хуткасць перадачы дадзеных сістэмы лазернай сувязі калісьці была амаль у 100 разоў вышэй, чым у папярэдняй сувязі.
Час паведамлення: люты-26-2024