Pred kratkim je ameriška Spirit sonda zaključila test laserskega komunikacije z globokim vesoljskim preskusom z zemeljskimi objekti 16 milijonov kilometrov stran, s čimer je postavila nov zapis o optični komunikaciji. Torej, kakšne so prednostiLaserska komunikacija? Na podlagi tehničnih načel in zahtev misije, kakšne težave je treba premagati? Kakšna je možnost njegove uporabe na področju raziskovanja globokega vesolja v prihodnosti?
Tehnološki preboj, ne boji se izzivov
Globoko raziskovanje vesolja je izjemno zahtevna naloga pri vesoljskih raziskovalcih, ki raziskujejo vesolje. Sonde morajo prestopiti oddaljeni medzvezdni prostor, premagati ekstremna okolja in ostre razmere, pridobiti in prenašati dragocene podatke, ključno vlogo pa ima komunikacijsko tehnologijo.
Shematski diagramKomunikacija z globoko vesoljsko lasersko komunikacijoeksperimentiranje med satelitsko sondo duha in zemeljskim opazovalnim opazovalnim opazovanjem
13. oktobra se je začela sonda Spirit, ki je začela pot raziskovanja, ki bo trajalo vsaj osem let. Na začetku misije je sodeloval s teleskopom Hale v Observatoriju Palomar v Združenih državah Amerike, da bi preizkusil lasersko komunikacijsko tehnologijo v globokem prostoru z uporabo skoraj infrardečega laserskega kodiranja za komunikacijo podatkov z skupinami na Zemlji. V ta namen mora detektor in njegova laserska komunikacijska oprema premagati vsaj štiri vrste težav. Oziroma daljna razdalja, slabljenje signala in motnje, omejitev pasovne širine in zamude, omejevanje energije in težave z odvajanjem toplote si zaslužijo pozornost. Raziskovalci že dolgo pričakujejo in pripravljajo na te težave in so se prebili skozi vrsto ključnih tehnologij, ki so postavili dober temelj za Spirit Sonde za izvajanje globokih vesoljskih laserskih komunikacijskih poskusov.
Najprej detektor duha uporablja tehnologijo za prenos podatkov visoke hitrosti, izbral laserski žarek kot prenosni medij, opremljen z aLaser z visoko močjooddajnik z uporabo prednostiLaserski menjalnikHitrost in visoka stabilnost, ki poskuša vzpostaviti laserske komunikacijske povezave v globokem vesoljskem okolju.
Drugič, za izboljšanje zanesljivosti in stabilnosti komunikacije detektor duha sprejme učinkovito tehnologijo kodiranja, ki lahko z optimizacijo kodiranja podatkov doseže višjo hitrost prenosa podatkov znotraj omejene pasovne širine. Hkrati lahko zmanjša hitrost napake bitja in izboljša natančnost prenosa podatkov z uporabo tehnologije kodiranja napak naprej.
Tretjič, s pomočjo inteligentne tehnologije načrtovanja in nadzora sonda spozna optimalno uporabo komunikacijskih virov. Tehnologija lahko samodejno prilagodi komunikacijske protokole in stopnje prenosa v skladu s spremembami zahtev po nalogah in komunikacijskem okolju ter tako zagotovi najboljše rezultate komunikacije v omejenih energetskih pogojih.
Nazadnje, za izboljšanje sposobnosti sprejema signala, Spirit Sonde uporablja tehnologijo za sprejem z več žarki. Ta tehnologija uporablja več sprejemnih anten za oblikovanje matrike, ki lahko izboljša občutljivost in stabilnost signala, nato pa ohrani stabilno komunikacijsko povezavo v zapletenem globokem vesoljskem okolju.
Prednosti so očitne, skrite v skrivnosti
Zunanjem svetu ni težko najtilaserAli je temeljni element testa globoke vesoljske komunikacije v duhu, torej kakšne posebne prednosti mora laser pomagati pri pomembnem napredku globoke vesoljske komunikacije? Kaj je skrivnost?
Po eni strani naj bi vse večje povpraševanje po ogromnih podatkih, slikah z visoko ločljivostjo in videoposnetki za misije za raziskovanje globokega vesolja zahtevale višje stopnje prenosa podatkov za globoko vesoljsko komunikacijo. Ob razdalji prenosa komunikacije, ki se pogosto "začne" z več deset milijoni kilometrov, so radijski valovi postopoma "nemočni."
Medtem ko laserska komunikacija kodira informacije o fotonih, v primerjavi z radijskimi valovi, imajo skoraj infrardeči svetlobni valovi ožjo valovno dolžino in višjo frekvenco, kar omogoča izgradnjo prostorskih podatkov "avtoceste" z učinkovitejšim in gladkim prenosom informacij. Ta točka je bila predhodno preverjena v zgodnjih poskusih z nizko zemeljsko orbito. Po sprejemanju ustreznih prilagodljivih ukrepov in premagovanju atmosferskih motenj je bila stopnja prenosa podatkov laserskega komunikacijskega sistema nekoč skoraj 100 -krat višja od stopnje prejšnjega komunikacije.
Čas objave: februar-26-2024