Kohët e fundit, Sonda e Shpirtit të SHBA përfundoi një test të komunikimit me lazer të hapësirës së thellë me lehtësira tokësore 16 milion kilometra larg, duke vendosur një rekord të ri të distancës së komunikimit optik të hapësirës. Pra, cilat janë avantazhet ekomunikim me lazer? Bazuar në parimet teknike dhe kërkesat e misionit, çfarë vështirësish duhet të kapërcejë? Cila është perspektiva e aplikimit 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 studiuesve të hapësirës që eksplorojnë universin. Sondat duhet të kalojnë hapësirën e largët ndër yjore, të kapërcejnë mjediset ekstreme dhe kushtet e ashpra, të fitojnë dhe transmetojnë të dhëna të vlefshme, dhe teknologjia e komunikimit luan një rol jetësor.
Diagram skematik iKomunikim me lazer të hapësirës së thellëEksperimenti midis sondës satelitore shpirtërore dhe Observatorit të Tokës
Më 13 tetor, sonda e shpirtit filloi, 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 provuar teknologjinë e komunikimit me lazer me hapësirë të thellë, duke përdorur kodimin lazer me infra të kuqe afër për të komunikuar të dhënat me ekipe në Tokë. Për këtë qëllim, detektori dhe pajisjet e tij të komunikimit lazer duhet të kapërcejnë të paktën katër lloje të vështirësive. Përkatësisht, distanca e largët, dobësimi dhe ndërhyrja e sinjalit, kufizimi i gjerësisë së brezit dhe vonesa, kufizimi i energjisë dhe problemet e shpërndarjes së nxehtësisë meritojnë vëmendjen. Studiuesit kanë parashikuar prej kohësh dhe përgatitur për këto vështirësi, dhe kanë thyer një seri teknologjish kryesore, duke hedhur një themel të mirë për sondën shpirtërore për të kryer eksperimente të thella të komunikimit me lazer në hapësirë të thellë.
Para së gjithash, detektori i shpirtit përdor teknologjinë e transmetimit të të dhënave me shpejtësi të lartë, rreze lazer të zgjedhur si medium transmetimi, i pajisur me njëlazer me fuqi të lartëtransmetuesi, duke përdorur avantazhet etransmetim lazerShkalla dhe stabiliteti i lartë, duke u përpjekur të krijoni lidhje të komunikimit me lazer në mjedisin e hapësirës së thellë.
Së dyti, për të përmirësuar besueshmërinë dhe stabilitetin e komunikimit, detektori i shpirtit miraton teknologji efikase të kodimit, e cila mund të arrijë një shkallë më të lartë të transmetimit të të dhënave brenda gjerësisë së kufizuar të bandës duke optimizuar kodimin e të dhënave. Në të njëjtën kohë, ajo mund të zvogëlojë shkallën e gabimit të bit dhe të përmirësojë saktësinë e transmetimit të të dhënave duke përdorur teknologjinë e kodimit të korrigjimit të gabimit përpara.
Së treti, me ndihmën e teknologjisë inteligjente të planifikimit dhe kontrollit, sonda realizon përdorimin optimal të burimeve të komunikimit. Teknologjia mund të rregullojë automatikisht protokollet e komunikimit dhe nivelet e transmetimit sipas ndryshimeve në kërkesat e detyrave dhe mjedisit të komunikimit, duke siguruar kështu rezultatet më të mira të komunikimit në kushte të kufizuara të energjisë.
Më në fund, për të përmirësuar aftësinë e pritjes së sinjalit, sonda shpirtërore përdor teknologjinë e pritjes me shumë rreze. Kjo teknologji përdor antena të shumta pranuese për të formuar një grup, i cili mund të përmirësojë ndjeshmërinë dhe qëndrueshmërinë e marrjes së sinjalit, dhe pastaj të ruajë një lidhje të qëndrueshme komunikimi në mjedisin kompleks të hapësirës së thellë.
Përparësitë janë të dukshme, të fshehura në sekrete
Bota e jashtme nuk është e vështirë të gjesh selazerA është elementi thelbësor i testit të komunikimit të thellë në hapësirë të sondës shpirtërore, kështu që cilat avantazhe specifike duhet lazeri për të ndihmuar përparimin e rëndësishëm të komunikimit të thellë në hapësirë? Cili është misteri?
Nga njëra anë, kërkesa në rritje për të dhëna masive, imazhe me rezolucion të lartë dhe video për misione të eksplorimit të hapësirës së thellë është e detyruar të kërkojë nivele më të larta të transmetimit të të dhënave për komunikime të thella në hapësirë. Përballë distancës së transmetimit të komunikimit që shpesh është "duke filluar" me dhjetëra miliona kilometra, valët e radios gradualisht janë "të pafuqishëm".
Ndërsa komunikimi me lazer kodon informacione për fotonet, krahasuar me valët e radios, valët e dritës me infra të kuqe afër kanë një gjatësi vale më të ngushtë dhe frekuencë më të lartë, duke bërë të mundur ndërtimin e një të dhënash hapësinore "autostradë" me transmetim më efikas dhe të qetë të informacionit. Kjo pikë është verifikuar paraprakisht në eksperimentet e hershme të hapësirës në orbitë me tokë të ulët. Pas marrjes së masave adaptive përkatëse dhe tejkalimit të ndërhyrjes atmosferike, shkalla e transmetimit të të dhënave të sistemit të komunikimit lazer dikur ishte gati 100 herë më i lartë se ai i mjeteve të mëparshme të komunikimit.
Koha e postimit: Shkurt-26-2024