Nedávno americká sonda Spirit dokončila test hlubokého kosmického laserového komunikačního testu s pozemními zařízeními ve vzdálenosti 16 milionů kilometrů a nastavil nový záznam optické komunikační vzdálenosti. Jaké jsou tedy výhodyLaserová komunikace? Jaké potíže musí na základě technických principů a požadavků na poslání překonat? Jaká je vyhlídka na jeho aplikaci v oblasti průzkumu hlubokého prostoru v budoucnosti?
Technologické průlomy, nebojí se výzev
Hluboký průzkum vesmíru je v průběhu kosmického vědců, kteří zkoumají vesmír, nesmírně náročný úkol. Sondy musí překročit vzdálený mezihvězdné prostory, překonat extrémní prostředí a drsné podmínky, získat a přenášet cenná data a komunikační technologie hraje zásadní roli.
Schematický diagramLaserová komunikace s hlubokým prostoremexperiment mezi duchovní satelitní sondou a pozemní observatoř
13. října byla zahájena Spirit Sonda a začala cestu průzkumu, která bude trvat nejméně osm let. Na začátku mise spolupracoval s dalekohledem Hale na observatoři Palomar ve Spojených státech na testování laserové komunikační technologie hlubokého prostoru pomocí laserového kódování s blízkým infračerveným laserem pro komunikaci s týmy na Zemi. Za tímto účelem musí detektor a jeho laserové komunikační zařízení překonat nejméně čtyři typy obtíží. Respektive si pozornost zaslouží vzdálená vzdálenost, útlum signálu a rušení, omezení šířky pásma a zpoždění, omezení energie a problémy s rozptylem tepla. Vědci již dlouho očekávali a připravili se na tyto potíže a prolomili řadu klíčových technologií, přičemž pro duchovní sondu provedli dobrý základ pro provádění experimentů s hlubokým kosmickou komunikací.
Zaprvé, detektor Spirit používá vysokorychlostní technologii přenosu dat, vybraný laserový paprsek jako přenosový médium, vybavený aVysoký výkonový laservysílač s využitím výhodpřenos laserusazba a vysoká stabilita, snaha vytvořit laserové komunikační spojení v prostředí hlubokého vesmíru.
Za druhé, za účelem zlepšení spolehlivosti a stability komunikace přijímá detektor Spirit efektivní technologii kódování, která může dosáhnout vyšší rychlosti přenosu dat v omezené šířce pásma optimalizací kódování dat. Současně může snížit míru bitové chyby a zlepšit přesnost přenosu dat pomocí technologie kódování korekce chyb vpřed.
Zatřetí, s pomocí inteligentní technologie plánování a kontroly, sonda si uvědomí optimální využití komunikačních zdrojů. Tato technologie může automaticky upravit komunikační protokoly a přenosové rychlosti podle změn v požadavcích na úkol a komunikační prostředí, čímž zajistí nejlepší výsledky komunikace za omezených energetických podmínek.
Nakonec, aby se zvýšila schopnost příjmu signálu, Spirit Sonda používá technologii příjmu multi-paprsků. Tato technologie používá více přijímacích antén k vytvoření pole, které může zvýšit přijímací citlivost a stabilitu signálu a poté udržovat stabilní komunikační spojení v komplexním hlubokém kosmickém prostředí.
Výhody jsou zřejmé, skryté v tajemství
Vnější svět není těžké zjistit, želaserJe hlavním prvkem hlubokého kosmického komunikačního testu duchovní sondy, takže jaké konkrétní výhody musí laser pomoci významnému pokroku hluboké vesmírné komunikace? Co je tajemství?
Na jedné straně musí rostoucí poptávka po masivních datech, obrázcích s vysokým rozlišením a videa pro mise pro průzkum hlubokého prostoru vyžadovat vyšší rychlosti přenosu dat pro komunikaci s hlubokou vesmírem. Vzhledem k vzdálenosti komunikace, která je často „začínající“ s desítkami milionů kilometrů, jsou rádiové vlny postupně „bezmocné“.
Zatímco laserová komunikace kóduje informace o fotonech, ve srovnání s rádiovými vlnami, téměř infračervené světelné vlny mají užší vlnovou délku a vyšší frekvenci, což umožňuje vytvářet prostorová data „dálnice“ s účinnějším a hladším přenosem informací. Tento bod byl předběžně ověřen v časných experimentech s obložením nízkého země. Po přijetí relevantních adaptivních opatření a překonání atmosférického rušení byla rychlost přenosu dat laserového komunikačního systému jednou téměř 100krát vyšší než u předchozích komunikačních prostředků.
Čas příspěvku: 2. února-2024