Nedavno je američka sonda Spirit završila test laserske komunikacije dubokog svemira sa zemaljskim objektima udaljenim 16 miliona kilometara, postavljajući novi rekord udaljenosti svemirske optičke komunikacije.Dakle, koje su prednostilaserska komunikacija?Na osnovu tehničkih principa i zahtjeva misije, koje poteškoće treba savladati?Kakvi su izgledi za njegovu primjenu u oblasti istraživanja dubokog svemira u budućnosti?
Tehnološki proboj, ne plaši se izazova
Istraživanje dubokog svemira je izuzetno izazovan zadatak u toku istraživanja svemira koji istražuju svemir.Sonde treba da pređu udaljeni međuzvjezdani prostor, prevladaju ekstremna okruženja i teške uslove, pribave i prenesu vrijedne podatke, a komunikacijska tehnologija igra vitalnu ulogu.
Šematski dijagramlaserska komunikacija dubokog svemiraeksperiment između satelitske sonde Spirit i zemaljske opservatorije
13. oktobra lansirana je sonda Spirit, čime je započelo putovanje istraživanja koje će trajati najmanje osam godina.Na početku misije, radio je s teleskopom Hale u opservatoriju Palomar u Sjedinjenim Državama na testiranju laserske komunikacijske tehnologije u dubokom svemiru, koristeći lasersko kodiranje blizu infracrvenog zračenja za komunikaciju podataka s timovima na Zemlji.U tu svrhu, detektor i njegova laserska komunikaciona oprema moraju savladati najmanje četiri vrste poteškoća.Odnosno, udaljena udaljenost, slabljenje signala i smetnje, ograničenje propusnog opsega i kašnjenje, ograničenje energije i problemi odvođenja topline zaslužuju pažnju.Istraživači su dugo predviđali i pripremali se za ove poteškoće i probili su niz ključnih tehnologija, postavljajući dobre temelje za sondu Spirit za izvođenje eksperimenata laserske komunikacije u dubokom svemiru.
Prije svega, Spirit detektor koristi tehnologiju prijenosa podataka velike brzine, odabran laserski snop kao medij za prijenos, opremljen salaser velike snagepredajnika, koristeći prednostilaserski prenosbrzinu i visoku stabilnost, pokušavajući uspostaviti laserske komunikacijske veze u okruženju dubokog svemira.
Drugo, u cilju poboljšanja pouzdanosti i stabilnosti komunikacije, Spirit detektor usvaja efikasnu tehnologiju kodiranja, koja može postići veću brzinu prijenosa podataka unutar ograničenog opsega optimizacijom kodiranja podataka.Istovremeno, može smanjiti stopu bitnih grešaka i poboljšati tačnost prijenosa podataka korištenjem tehnologije kodiranja za ispravljanje grešaka naprijed.
Treće, uz pomoć tehnologije inteligentnog planiranja i upravljanja, sonda ostvaruje optimalno korištenje komunikacionih resursa.Tehnologija može automatski prilagoditi komunikacijske protokole i brzine prijenosa prema promjenama u zahtjevima zadatka i komunikacijskom okruženju, čime se osiguravaju najbolji rezultati komunikacije pod ograničenim energetskim uvjetima.
Konačno, kako bi se poboljšala sposobnost prijema signala, sonda Spirit koristi tehnologiju prijema sa više zraka.Ova tehnologija koristi više prijemnih antena da formira niz, koji može poboljšati osjetljivost prijema i stabilnost signala, a zatim održati stabilnu komunikacijsku vezu u složenom okruženju dubokog svemira.
Prednosti su očigledne, skrivene u tajni
U vanjskom svijetu nije teško pronaći tolaserje osnovni element testa komunikacije u dubokom svemiru sonde Spirit, pa koje specifične prednosti laser ima da bi pomogao značajnom napretku komunikacije dubokog svemira?Šta je misterija?
S jedne strane, rastuća potražnja za masivnim podacima, slikama i video zapisima visoke rezolucije za misije istraživanja dubokog svemira će zahtijevati veće brzine prijenosa podataka za komunikaciju u dubokom svemiru.S obzirom na udaljenost prijenosa komunikacije koja često "počinje" s desetinama miliona kilometara, radio valovi su postepeno "nemoćni".
Dok laserska komunikacija kodira informacije o fotonima, u poređenju sa radio talasima, talasi bliske infracrvene svetlosti imaju užu talasnu dužinu i višu frekvenciju, što omogućava izgradnju „autoputa“ prostornih podataka sa efikasnijim i glatkijim prenosom informacija.Ova tačka je preliminarno verifikovana u ranim svemirskim eksperimentima na niskoj orbiti.Nakon preduzimanja relevantnih adaptivnih mjera i savladavanja atmosferskih smetnji, brzina prijenosa podataka laserskog komunikacionog sistema je nekada bila skoro 100 puta veća od one kod prethodnih sredstava komunikacije.
Vrijeme objave: Feb-26-2024