Недавно је америчка сонда Спирит завршила тест ласерске комуникације дубоког свемира са земаљским објектима удаљеним 16 милиона километара, постављајући нови рекорд удаљености свемирске оптичке комуникације. Дакле, које су предностиласерска комуникација? На основу техничких принципа и захтева мисије, које потешкоће треба да превазиђе? Каква је перспектива његове примене у области истраживања дубоког свемира у будућности?
Технолошки пробој, не плаши се изазова
Истраживање дубоког свемира је изузетно изазован задатак у току истраживања свемира који истражују свемир. Сонде треба да пређу удаљени међузвездани простор, превазиђу екстремна окружења и тешке услове, прибаве и пренесу вредне податке, а комуникациона технологија игра виталну улогу.
Шематски дијаграмласерска комуникација дубоког свемираексперимент између сателитске сонде Спирит и земаљске опсерваторије
13. октобра лансирана је сонда Спирит, чиме је отпочело путовање истраживања које ће трајати најмање осам година. На почетку мисије, радио је са телескопом Хале у Опсерваторији Паломар у Сједињеним Државама на тестирању ласерске комуникационе технологије у дубоком свемиру, користећи ласерско кодирање близу инфрацрвеног зрачења за комуникацију података са тимовима на Земљи. У том циљу, детектор и његова ласерска комуникациона опрема треба да превазиђу најмање четири врсте потешкоћа. Односно, удаљена удаљеност, слабљење сигнала и сметње, ограничење и кашњење пропусног опсега, ограничење енергије и проблеми са расипањем топлоте заслужују пажњу. Истраживачи су дуго предвиђали и припремали се за ове потешкоће, и пробили су низ кључних технологија, постављајући добру основу за сонду Спирит за извођење експеримената ласерске комуникације у дубоком свемиру.
Пре свега, Спирит детектор користи технологију преноса података велике брзине, изабран ласерски зрак као медијум за пренос, опремљен саласер велике снагепредајник, користећи предности одласерски преносбрзину и високу стабилност, покушавајући да успостави ласерске комуникационе везе у окружењу дубоког свемира.
Друго, да би се побољшала поузданост и стабилност комуникације, Спирит детектор усваја ефикасну технологију кодирања, која може постићи већу брзину преноса података у оквиру ограниченог пропусног опсега оптимизацијом кодирања података. Истовремено, може смањити стопу битних грешака и побољшати тачност преноса података коришћењем технологије кодирања за исправљање грешака унапред.
Треће, уз помоћ технологије интелигентног планирања и управљања, сонда остварује оптимално коришћење комуникационих ресурса. Технологија може аутоматски да прилагоди комуникационе протоколе и брзине преноса у складу са променама у захтевима задатка и комуникацијском окружењу, чиме се осигуравају најбољи резултати комуникације у условима ограничене енергије.
Коначно, да би се побољшала способност пријема сигнала, сонда Спирит користи технологију пријема са више зрака. Ова технологија користи више пријемних антена да формира низ, који може побољшати осетљивост пријема и стабилност сигнала, а затим одржавати стабилну комуникациону везу у сложеном окружењу дубоког свемира.
Предности су очигледне, скривене у тајни
Спољашњем свету није тешко пронаћи даласерје основни елемент теста комуникације у дубоком свемиру сонде Спирит, па које специфичне предности ласер има да помогне значајном напретку комуникације дубоког свемира? Шта је мистерија?
С једне стране, растућа потражња за огромним подацима, сликама високе резолуције и видео записима за мисије истраживања дубоког свемира ће захтевати веће брзине преноса података за комуникацију у дубоком свемиру. Суочени са даљином преноса комуникације која често „почиње“ са десетинама милиона километара, радио таласи су постепено „немоћни“.
Док ласерска комуникација кодира информације о фотонима, у поређењу са радио таласима, блиски инфрацрвени светлосни таласи имају ужу таласну дужину и вишу фреквенцију, што омогућава изградњу „аутопута“ просторних података са ефикаснијим и глаткијим преносом информација. Ова тачка је прелиминарно верификована у раним свемирским експериментима на ниској орбити. Након предузимања релевантних адаптивних мера и превазилажења атмосферских сметњи, брзина преноса података ласерског комуникационог система је некада била скоро 100 пута већа од оне претходних комуникационих средстава.
Време поста: 26. фебруар 2024