Kohët e fundit, sonda amerikane Spirit përfundoi një provë komunikimi me lazer në hapësirë të thellë me objekte tokësore 16 milionë kilometra larg, duke vendosur një rekord të ri në distancë komunikimi optik në hapësirë. Pra, cilat janë avantazhet e...komunikim me lazerBazuar në parimet teknike dhe kërkesat e misionit, çfarë vështirësish duhet të kapërcejë? Cila është perspektiva e zbatimit të saj në fushën e eksplorimit të hapësirës së thellë në të ardhmen?
Përparime teknologjike, pa frikë nga sfidat
Eksplorimi i hapësirës së thellë është një detyrë jashtëzakonisht sfiduese në rrjedhën e eksplorimit të universit nga studiuesit e hapësirës. Sondat duhet të kalojnë hapësirën e largët ndëryjore, të kapërcejnë mjedise ekstreme dhe kushte të ashpra, të marrin dhe transmetojnë të dhëna të vlefshme, dhe teknologjia e komunikimit luan një rol jetësor.
Diagrami skematik ikomunikim me lazer në hapësirë të thellëeksperiment midis sondës satelitore Spirit dhe observatorit tokësor
Më 13 tetor, sonda Spirit u nis, duke filluar një udhëtim eksplorimi që do të zgjasë të paktën tetë vjet. Në fillim të misionit, ajo punoi me teleskopin Hale në Observatorin Palomar në Shtetet e Bashkuara për të testuar teknologjinë e komunikimit me lazer në hapësirën e thellë, duke përdorur kodimin me lazer në infra të kuqe të afërt për të komunikuar të dhëna me ekipet në Tokë. Për këtë qëllim, detektori dhe pajisjet e tij të komunikimit me lazer duhet të kapërcejnë të paktën katër lloje vështirësish. Përkatësisht, distanca e largët, dobësimi dhe ndërhyrja e sinjalit, kufizimi dhe vonesa e brezit të gjerë, kufizimi i energjisë dhe problemet e shpërndarjes së nxehtësisë meritojnë vëmendje. Studiuesit kanë parashikuar dhe përgatitur prej kohësh për këto vështirësi, dhe kanë depërtuar në një sërë teknologjish kyçe, duke hedhur një themel të mirë për sondën Spirit për të kryer eksperimente të komunikimit me lazer në hapësirën e thellë.
Para së gjithash, detektori Spirit përdor teknologjinë e transmetimit të të dhënave me shpejtësi të lartë, rrezen lazer të zgjedhur si medium transmetimi, të pajisur me njëlazer me fuqi të lartëtransmetues, duke përdorur avantazhet etransmetim lazerishpejtësi dhe stabilitet të lartë, duke u përpjekur të krijojë lidhje komunikimi me lazer në mjedisin e hapësirës së thellë.
Së dyti, për të përmirësuar besueshmërinë dhe stabilitetin e komunikimit, detektori Spirit përdor teknologji efikase kodimi, e cila mund të arrijë shpejtësi më të lartë transmetimi të të dhënave brenda bandwidth-it të kufizuar duke optimizuar kodimin e të dhënave. Në të njëjtën kohë, mund të zvogëlojë shkallën e gabimit të biteve dhe të përmirësojë saktësinë e transmetimit të të dhënave duke përdorur teknologjinë e kodimit të korrigjimit të gabimeve përpara.
Së treti, me ndihmën e teknologjisë inteligjente të planifikimit dhe kontrollit, sonda realizon shfrytëzimin optimal të burimeve të komunikimit. Teknologjia mund të rregullojë automatikisht protokollet e komunikimit dhe shkallët e transmetimit sipas ndryshimeve në kërkesat e detyrës dhe mjedisin e komunikimit, duke siguruar kështu rezultatet më të mira të komunikimit në kushte të kufizuara energjie.
Së fundmi, për të përmirësuar aftësinë e marrjes së sinjalit, sonda Spirit përdor teknologjinë e marrjes me shumë rreze. Kjo teknologji përdor antena të shumëfishta marrëse për të formuar një grup, i cili mund të rrisë ndjeshmërinë dhe stabilitetin e marrjes së sinjalit, dhe më pas të ruajë një lidhje të qëndrueshme komunikimi në mjedisin kompleks të hapësirës së thellë.
Përparësitë janë të dukshme, të fshehura në sekret
Bota e jashtme nuk është e vështirë të zbulohet selazerështë elementi thelbësor i testit të komunikimit në hapësirën e thellë të sondës Spirit, pra çfarë avantazhesh specifike ka lazeri për të ndihmuar në përparimin e ndjeshëm të komunikimit në hapësirën e thellë? Cili është misteri?
Nga njëra anë, kërkesa në rritje për të dhëna masive, imazhe dhe video me rezolucion të lartë për misionet e eksplorimit të hapësirës së thellë është e detyruar të kërkojë shpejtësi më të larta transmetimi të të dhënave për komunikimet në hapësirën e thellë. Përballë distancës së transmetimit të komunikimit që shpesh "fillon" me dhjetëra miliona kilometra, valët e radios gradualisht "humben fuqinë".
Ndërsa komunikimi me lazer kodon informacionin mbi fotonet, krahasuar me valët e radios, valët e dritës afër infra të kuqe kanë një gjatësi vale më të ngushtë dhe frekuencë më të lartë, duke bërë të mundur ndërtimin e një "autostrade" të të dhënave hapësinore me transmetim informacioni më efikas dhe më të qetë. Kjo pikë është verifikuar paraprakisht në eksperimentet e hershme hapësinore të orbitës së ulët të Tokës. Pas marrjes së masave përkatëse adaptive dhe kapërcimit të ndërhyrjeve atmosferike, shkalla e transmetimit të të dhënave të sistemit të komunikimit me lazer dikur ishte gati 100 herë më e lartë se ajo e mjeteve të mëparshme të komunikimit.
Koha e postimit: 26 shkurt 2024