Recent, sonda Spiritului SUA a finalizat un test de comunicare cu laser în spațiu profund cu instalații la sol la 16 milioane de kilometri distanță, stabilind un nou record de distanță de comunicare optică spațială. Deci, care sunt avantajeleComunicare laser? Pe baza principiilor tehnice și a cerințelor misiunii, ce dificultăți trebuie să depășească? Care este perspectiva aplicării sale în domeniul explorării spațiului profund în viitor?
Descoperiri tehnologice, care nu se tem de provocări
Explorarea spațiului profund este o sarcină extrem de provocatoare în cursul cercetătorilor spațiali care explorează universul. Sondele trebuie să traverseze spațiul interstelar îndepărtat, să depășească medii extreme și condiții dure, să dobândească și să transmită date valoroase, iar tehnologia de comunicare joacă un rol vital.
Schema schematică aComunicare cu laser în spațiu profundexperiment între sonda satelitului spirit și observatorul de la sol
Pe 13 octombrie, s -a lansat sonda spiritului, începând o călătorie de explorare care va dura cel puțin opt ani. La începutul misiunii, a lucrat cu telescopul Hale la Observatorul Palomar din Statele Unite pentru a testa tehnologia de comunicare laser cu spații profunde, folosind codificarea laserului cu infraroșu aproape pentru a comunica date cu echipe de pe Pământ. În acest scop, detectorul și echipamentele sale de comunicare laser trebuie să depășească cel puțin patru tipuri de dificultăți. Respectiv, distanța îndepărtată, atenuarea semnalului și interferența, limitarea și întârzierea lățimii de bandă, problemele de limitare a energiei și disiparea căldurii merită atenție. Cercetătorii au anticipat și s -au pregătit mult timp pentru aceste dificultăți și au trecut printr -o serie de tehnologii cheie, punând o bază bună pentru sonda spiritului pentru a efectua experimente de comunicare cu laser în spațiu profund.
În primul rând, detectorul de spirit folosește tehnologie de transmisie de date de mare viteză, fascicul laser selectat ca mediu de transmisie, echipat cu unLaser de mare putereemițător, folosind avantajeleTransmisie laserrata și stabilitatea ridicată, încercând să stabilească legături de comunicare laser în mediul spațial profund.
În al doilea rând, pentru a îmbunătăți fiabilitatea și stabilitatea comunicării, detectorul de spirit adoptă o tehnologie de codificare eficientă, care poate obține o rată mai mare de transmitere a datelor în lățimea de bandă limitată prin optimizarea codificării datelor. În același timp, poate reduce rata de eroare a bitului și poate îmbunătăți precizia transmisiei de date prin utilizarea tehnologiei de codificare a corecției erorilor înainte.
În al treilea rând, cu ajutorul tehnologiei inteligente de planificare și control, sonda realizează utilizarea optimă a resurselor de comunicare. Tehnologia poate ajusta automat protocoalele de comunicare și ratele de transmisie în funcție de modificările cerințelor sarcinii și a mediului de comunicare, asigurând astfel cele mai bune rezultate de comunicare în condiții de energie limitate.
În cele din urmă, pentru a îmbunătăți capacitatea de recepție a semnalului, sonda Spirit folosește tehnologie de recepție cu mai multe fascicule. Această tehnologie folosește multiple antene receptoare pentru a forma un tablou, care poate îmbunătăți sensibilitatea și stabilitatea receptoare a semnalului, apoi să mențină o conexiune de comunicare stabilă în mediul de spațiu profund complex.
Avantajele sunt evidente, ascunse în secret
Lumea exterioară nu este greu de găsit călaserElementul principal al testului de comunicare a spațiului profund al sondei spiritului, deci ce avantaje specifice are laserul pentru a ajuta progresul semnificativ al comunicării în spațiu profund? Care este misterul?
Pe de o parte, cererea din ce în ce mai mare de date masive, imagini de înaltă rezoluție și videoclipuri pentru misiuni de explorare a spațiului profund este obligată să necesite rate mai mari de transmitere a datelor pentru comunicații în spațiu profund. În fața distanței de transmisie a comunicării, care este adesea „pornind” cu zeci de milioane de kilometri, undele radio sunt treptat „neputincioase”.
În timp ce comunicarea cu laser codifică informațiile despre fotoni, în comparație cu undele radio, undele de lumină aproape infraroșu au o lungime de undă mai restrânsă și o frecvență mai mare, ceea ce face posibilă construirea unei „autostrăzi” de date spațiale, cu o transmisie de informații mai eficientă și lină. Acest punct a fost verificat preliminar în experimentele spațiale de orbită cu pământ scăzut timpuriu. După ce a luat măsuri adaptive relevante și a depășit interferența atmosferică, rata de transmitere a datelor a sistemului de comunicare laser a fost o dată de aproape 100 de ori mai mare decât cea a mijloacelor de comunicare anterioare.
Timpul post: 26-2024 februarie