Недавно је америчка сонда „Спирит“ завршила тест ласерске комуникације у дубоком свемиру са земаљским објектима удаљеним 16 милиона километара, поставивши нови рекорд у даљини оптичке комуникације у свемиру. Које су предности...ласерска комуникацијаНа основу техничких принципа и захтева мисије, које тешкоће треба да превазиђе? Какви су изгледи за његову примену у области истраживања дубоког свемира у будућности?
Технолошки продори, не плаше се изазова
Истраживање дубоког свемира је изузетно изазован задатак за истраживаче свемира који истражују универзум. Сонде морају да пређу удаљени међузвездани простор, савладају екстремна окружења и сурове услове, прикупе и пренесу вредне податке, а комуникациона технологија игра виталну улогу.
Шематски дијаграмЛасерска комуникација у дубоком свемируексперимент између сателитске сонде Спирит и земаљске опсерваторије
Сонда Спирит је лансирана 13. октобра, започињући истраживачко путовање које ће трајати најмање осам година. На почетку мисије, сарађивала је са телескопом Хејл у опсерваторији Паломар у Сједињеним Државама како би тестирала технологију ласерске комуникације у дубоком свемиру, користећи ласерско кодирање блиског инфрацрвеног зрачења за комуникацију података са тимовима на Земљи. У том циљу, детектор и његова опрема за ласерску комуникацију морају да превазиђу најмање четири врсте потешкоћа. Респективно, пажњу заслужују проблеми са удаљеношћу, слабљењем и сметњама сигнала, ограничењем и кашњењем пропусног опсега, ограничењем енергије и дисипацијом топлоте. Истраживачи су дуго очекивали и припремали се за ове потешкоће и пробили су низ кључних технологија, постављајући добру основу за сонду Спирит да спроводи експерименте ласерске комуникације у дубоком свемиру.
Пре свега, детектор Спирит користи технологију преноса података велике брзине, одабрани ласерски зрак као медијум за пренос, опремљен са...ласер велике снагепредајник, користећи предностиласерски преносбрзину и високу стабилност, покушавајући да успоставе ласерске комуникационе везе у окружењу дубоког свемира.
Друго, како би се побољшала поузданост и стабилност комуникације, детектор Spirit користи ефикасну технологију кодирања, која може постићи већу брзину преноса података унутар ограниченог пропусног опсега оптимизацијом кодирања података. Истовремено, може смањити стопу грешака бита и побољшати тачност преноса података коришћењем технологије кодирања са исправљањем грешака унапред.
Треће, уз помоћ интелигентне технологије заказивања и управљања, сонда остварује оптимално коришћење комуникационих ресурса. Технологија може аутоматски да прилагоди комуникационе протоколе и брзине преноса у складу са променама захтева задатка и комуникационог окружења, чиме се обезбеђују најбољи резултати комуникације у условима ограничене енергије.
Коначно, како би се побољшала могућност пријема сигнала, сонда Спирит користи технологију вишеструког пријема. Ова технологија користи више пријемних антена за формирање низа, што може побољшати осетљивост пријема и стабилност сигнала, а затим одржати стабилну комуникациону везу у сложеном окружењу дубоког свемира.
Предности су очигледне, скривене у тајни
Спољни свет није тешко открити даласерје кључни елемент теста комуникације у дубоком свемиру сонде Спирит, па које конкретне предности ласер има да помогне значајном напретку комуникације у дубоком свемиру? У чему је мистерија?
С једне стране, растућа потражња за масивним подацима, сликама и видео записима високе резолуције за мисије истраживања дубоког свемира неизбежно 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 постепено постају „немоћни“.
Док ласерска комуникација кодира информације на 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 потврђена у раним свемирским експериментима у ниској Земљиној 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 код претходних комуникационих средстава.
Време објаве: 26. фебруар 2024.