Hiljuti viis USA Spirit Sond läbi sügava kosmoselaserkommunikatsiooni testi, mille maapealsed rajatised olid 16 miljoni kilomeetri kaugusel, seades uue ruumi optilise kommunikatsiooni kauguse rekordi. Mis on siis eelisedlaserside? Milliseid raskusi tuleb tehnilistel põhimõtetel ja missiooninõuetel ületada? Milline on selle rakendamine tulevikus sügava kosmose uurimise valdkonnas?
Tehnoloogiline läbimurre, mitte karta väljakutseid
Sügav kosmoseuurimine on universumit uurivate kosmoseuurijate käigus äärmiselt keeruline ülesanne. Sondid peavad ületama kaugete tähtedevahelise ruumi, ületama ekstreemse keskkonna ja karmid tingimused, omandama ja edastama väärtuslikke andmeid ning kommunikatsioonitehnoloogia mängib olulist rolli.
Skemaatiline skeemSügav kosmose laseriga suhtlusKatse Spirit Satelliidi sondi ja maapealse vaatluskeskuse vahel
13. oktoobril käivitas Spirit Sond, alustades uurimisreisi, mis kestab vähemalt kaheksa aastat. Missiooni alguses tegi see koostööd Ameerika Ühendriikide Palomari observatooriumis asuva Hale Teleskoobiga, et testida sügava ruumi lasersidetehnoloogiat, kasutades peaaegu infrapuna laserkodeerimist, et edastada andmeid Maa meeskondadega. Sel eesmärgil peavad detektor ja selle lasersideseadmed ületama vähemalt nelja tüüpi raskusi. Vastavalt väärivad tähelepanu kauge vahemaa, signaalide sumbumine ja häire, ribalaiuse piiramine ja viivitus, energia piiramise ja soojuse hajumise probleemid. Teadlased on nende raskuste jaoks juba pikka aega ette näinud ja valmistanud ning on läbi murdnud rea põhitehnoloogiate seeria, pannes hea aluse Spiritondile sügava kosmose laseriga suhtlemiskatsete läbiviimiseks.
Esiteks kasutab Spirit detektor kiiret andmeedastuse tehnoloogiat, valitud laserkiirt ülekandekeskkonnana, mis on varustatud a-gasuure võimsusega lasersaatja, kasutades eeliseidlaserülekanneKiirus ja kõrge stabiilsus, püüdes luua laserkommunikatsioonisidemeid sügavas kosmose keskkonnas.
Teiseks, et parandada kommunikatsiooni usaldusväärsust ja stabiilsust, kasutab Spirit detektor tõhusat kodeerimise tehnoloogiat, mis suudab andmete kodeerimise optimeerimisega saavutada piiratud ribalaiuse piires kõrgema andmeedastuse määra. Samal ajal saab see vähendada biti veamäära ja parandada andmeedastuse täpsust, kasutades veaparanduse kodeerimise tehnoloogiat.
Kolmandaks, intelligentse sõiduplaani ja juhtimistehnoloogia abil saab sond kommunikatsiooniressursside optimaalset kasutamist. See tehnoloogia saab automaatselt kohandada kommunikatsiooniprotokolle ja ülekandemäärasid vastavalt ülesande nõuete ja kommunikatsioonikeskkonna muutustele, tagades sellega piiratud energiatingimustes parimad suhtlustulemused.
Lõpuks, signaali vastuvõtu võime suurendamiseks kasutab Spirit Sond mitmekilaliste vastuvõtutehnoloogiat. See tehnoloogia kasutab massiivi moodustamiseks mitut vastuvõtvat antenni, mis võib suurendada signaali vastuvõtvat tundlikkust ja stabiilsust ning säilitada seejärel stabiilse suhtlusühenduse keerulises sügava kosmose keskkonnas.
Eelised on ilmsed, saladuses peidetud
Välismaailma pole raske leidalaserKas Spirit Sondi sügava kosmosekommunikatsiooni testi põhielement on seega, millised konkreetsed eelised peavad laser aitama sügava kosmosekommunikatsiooni olulist edusamme? Mis on mõistatus?
Ühest küljest nõuab kasvav nõudlus massiliste andmete, kõrgresolutsiooniga piltide ja videote järele sügava kosmoseuuringute missioonide jaoks kindlasti sügava kosmoseühenduse jaoks suuremat andmeedastuskiirust. Sideülekande kauguse taustal, mis sageli algab kümnete miljonite kilomeetritega, on raadiolained järk -järgult võimetud.
Kui laserkommunikatsiooni kodeerib footonite kohta teavet, võrreldes raadiolainetega, on infrapuna-valguselained kitsam lainepikkus ja suurem sagedus, mis võimaldab luua ruumilisi andmeid „maanteed” koos tõhusama ja sujuvama teabe edastamisega. Seda punkti on esialgselt kontrollitud varajase madala orbiidi kosmosekatsetes. Pärast asjakohaste adaptiivsete meetmete võtmist ja atmosfääri häirete ületamist oli lasersidesüsteemi andmeedastuskiirus kord peaaegu 100 korda suurem kui eelneva kommunikatsiooni vahendite oma.
Postiaeg: 26. veebruar 20124