Niedawno amerykańska sonda Spirit zakończyła test komunikacji laserowej w przestrzeni głębinowej z obiektami naziemnymi 16 milionów kilometrów, ustanawiając nowy rekord odległości komunikacji optycznej w kosmosie. Więc jakie są zaletyKomunikacja laserowa? Na podstawie zasad technicznych i wymagań misji, jakie trudności musi przezwyciężyć? Jaka jest perspektywa jego zastosowania w dziedzinie eksploracji kosmosu w przyszłości?
Przełom technologiczny, nie boję się wyzwań
Eksploracja głębokiej przestrzeni jest niezwykle trudnym zadaniem w trakcie badaczy kosmicznych badających wszechświat. Sondy muszą przekraczać odległą przestrzeń międzygwiezdną, pokonać ekstremalne środowiska i trudne warunki, zdobyć i przekazywać cenne dane, a technologia komunikacji odgrywa istotną rolę.
Schematyczny schematKomunikacja laserowa głębokiej przestrzeniEksperymentuj między sondy satelitarnej duchowej a obserwatoryjnym naziemnym
13 października rozpoczęła się sonda Spirit, rozpoczynając podróż eksploracji, która potrwa co najmniej osiem lat. Na początku misji współpracował z Hale Telescope w Palomar Observatory w Stanach Zjednoczonych w celu przetestowania technologii komunikacji laserowej głębokiej przestrzeni, wykorzystując kodowanie laserowe w bliskiej podczerwieni w celu komunikowania danych z zespołami na Ziemi. W tym celu detektor i jego sprzęt do komunikacji laserowej muszą pokonać co najmniej cztery rodzaje trudności. Odpowiednio odległość, tłumienie sygnału i zakłócenia, ograniczenie przepustowości i opóźnienie, ograniczenie energii i problemy z rozpraszaniem ciepła zasługują na uwagę. Naukowcy od dawna przewidują i przygotowują się do tych trudności i przełamali szereg kluczowych technologii, stanowiąc dobre podstawy dla sondy Spirit do przeprowadzania eksperymentów komunikacji laserowej głębokiej przestrzeni.
Po pierwsze, detektor ducha wykorzystuje technologię szybkiej transmisji danych, wybraną wiązkę laserową jako medium transmisyjne, wyposażone wLaser o dużej mocynadajnik, wykorzystując zaletyTransmisja laserowaSzybkość i wysoka stabilność, próbując ustanowić linki do komunikacji laserowej w środowisku głębokiej przestrzeni.
Po drugie, w celu poprawy niezawodności i stabilności komunikacji, detektor ducha przyjmuje efektywną technologię kodowania, która może osiągnąć wyższy wskaźnik transmisji danych w ramach ograniczonej przepustowości poprzez optymalizację kodowania danych. Jednocześnie może zmniejszyć poziom błędu bitu i poprawić dokładność transmisji danych za pomocą technologii kodowania korekcji błędów.
Po trzecie, przy pomocy inteligentnej technologii planowania i kontroli, sonda zdaje sobie sprawę z optymalnego wykorzystania zasobów komunikacyjnych. Technologia może automatycznie dostosowywać protokoły komunikacji i szybkości transmisji zgodnie ze zmianami wymagań zadań i środowiska komunikacji, zapewniając w ten sposób najlepsze wyniki komunikacji w ograniczonych warunkach energetycznych.
Wreszcie, aby poprawić zdolność odbioru sygnału, sonda Spirit wykorzystuje technologię odbioru wielowarstwowego. Ta technologia wykorzystuje wiele anten odbierających do utworzenia tablicy, która może zwiększyć wrażliwość i stabilność sygnału, a następnie utrzymać stabilne połączenie komunikacyjne w złożonym środowisku głębokiej przestrzeni.
Zalety są oczywiste, ukryte w tajemnicy
Świat zewnętrzny nie jest trudny do stwierdzenia, żelaserCzy podstawowy element testu komunikacji głębokiej sondy duchowej, więc jakie specyficzne zalety laser ma pomóc w znacznym postępie komunikacji głębokiej przestrzeni? Jaka jest tajemnica?
Z jednej strony rosnące zapotrzebowanie na masowe dane, obrazy o wysokiej rozdzielczości i filmy do misji eksploracji przestrzeni głębokiej musi wymagać wyższych szybkości transmisji danych w komunikacji głębokiej przestrzeni. W obliczu odległości transmisji komunikacyjnej, która często „zaczyna się” od dziesiątek milionów kilometrów, fale radiowe są stopniowo „bezsilne”.
Podczas gdy komunikacja laserowa koduje informacje na temat fotonów, w porównaniu z falami radiowymi, fale światła bliskiej podczerwieni mają węższą długość fali i wyższą częstotliwość, co umożliwia zbudowanie „autostrady” danych przestrzennych z bardziej wydajną i płynną transmisją informacyjną. Ten punkt został wstępnie zweryfikowany we wczesnych eksperymentach o niskiej ziemi. Po podjęciu odpowiednich środków adaptacyjnych i przezwyciężeniu zakłóceń atmosferycznych szybkość transmisji danych systemu komunikacji laserowej była kiedyś prawie 100 razy wyższa niż w przypadku poprzednich środków komunikacyjnych.
Czas po: 26-2024 lutego