Catatan komunikasi laser luar angkasa, berapa banyak ruang untuk imajinasi? Bagian satu

Baru -baru ini, penyelidikan Roh AS menyelesaikan tes komunikasi laser ruang angkasa yang dalam dengan fasilitas darat 16 juta kilometer jauhnya, menetapkan catatan jarak komunikasi optik ruang baru. Jadi apa keuntungannyaKomunikasi Laser? Berdasarkan prinsip teknis dan persyaratan misi, kesulitan apa yang perlu diatasi? Apa prospek penerapannya di bidang eksplorasi luar angkasa di masa depan?

Terobosan teknologi, tidak takut tantangan
Deep Space Exploration adalah tugas yang sangat menantang dalam perjalanan peneliti ruang angkasa yang menjelajahi alam semesta. Probe perlu melintasi ruang antarbintang yang jauh, mengatasi lingkungan yang ekstrem dan kondisi yang keras, memperoleh dan mengirimkan data yang berharga, dan teknologi komunikasi memainkan peran penting.

Diagram skematikkomunikasi laser ruang angkasaEksperimen antara probe satelit roh dan observatorium tanah

Pada 13 Oktober, The Spirit Probe diluncurkan, memulai perjalanan eksplorasi yang akan bertahan setidaknya delapan tahun. Pada awal misi, ia bekerja dengan Hale Telescope di Palomar Observatory di Amerika Serikat untuk menguji teknologi komunikasi laser ruang dalam, menggunakan pengkodean laser inframerah-dekat untuk mengkomunikasikan data dengan tim di Bumi. Untuk tujuan ini, detektor dan peralatan komunikasi lasernya perlu mengatasi setidaknya empat jenis kesulitan. Masing -masing, jarak jauh, atenuasi sinyal dan gangguan, keterbatasan bandwidth dan keterlambatan, keterbatasan energi dan masalah disipasi panas patut mendapat perhatian. Para peneliti telah lama mengantisipasi dan mempersiapkan kesulitan -kesulitan ini, dan telah menerobos serangkaian teknologi utama, meletakkan dasar yang baik bagi penyelidikan Roh untuk melakukan eksperimen komunikasi laser ruang angkasa yang dalam.
Pertama-tama, detektor roh menggunakan teknologi transmisi data berkecepatan tinggi, sinar laser terpilih sebagai media transmisi, dilengkapi dengan aLaser berdaya tinggipemancar, menggunakan keuntungan daritransmisi laserTingkat dan stabilitas tinggi, mencoba membangun tautan komunikasi laser di lingkungan luar angkasa.
Kedua, untuk meningkatkan keandalan dan stabilitas komunikasi, detektor roh mengadopsi teknologi pengkodean yang efisien, yang dapat mencapai tingkat transmisi data yang lebih tinggi dalam bandwidth terbatas dengan mengoptimalkan pengkodean data. Pada saat yang sama, dapat mengurangi tingkat kesalahan bit dan meningkatkan keakuratan transmisi data dengan menggunakan teknologi pengkodean koreksi kesalahan ke depan.
Ketiga, dengan bantuan teknologi penjadwalan dan kontrol yang cerdas, penyelidikan tersebut menyadari pemanfaatan sumber daya komunikasi yang optimal. Teknologi ini dapat secara otomatis menyesuaikan protokol komunikasi dan tingkat transmisi sesuai dengan perubahan dalam persyaratan tugas dan lingkungan komunikasi, sehingga memastikan hasil komunikasi terbaik di bawah kondisi energi yang terbatas.
Akhirnya, untuk meningkatkan kemampuan penerimaan sinyal, probe roh menggunakan teknologi penerimaan multi-balok. Teknologi ini menggunakan beberapa antena penerima untuk membentuk array, yang dapat meningkatkan sensitivitas penerima dan stabilitas sinyal, dan kemudian mempertahankan koneksi komunikasi yang stabil di lingkungan luar angkasa yang kompleks.

Keuntungannya jelas, tersembunyi dalam rahasia
Dunia luar tidak sulit untuk menemukan bahwalaserApakah elemen inti dari tes komunikasi ruang angkasa dalam penyelidikan roh, jadi apa keuntungan spesifik yang dimiliki laser untuk membantu kemajuan signifikan komunikasi ruang angkasa? Apa misteri?
Di satu sisi, meningkatnya permintaan untuk data besar-besaran, gambar dan video resolusi tinggi untuk misi eksplorasi luar angkasa pasti akan membutuhkan tingkat transmisi data yang lebih tinggi untuk komunikasi luar angkasa. Dalam menghadapi jarak transmisi komunikasi yang sering "dimulai" dengan puluhan juta kilometer, gelombang radio secara bertahap "tidak berdaya."
Sementara komunikasi laser mengkodekan informasi pada foton, dibandingkan dengan gelombang radio, gelombang cahaya inframerah dekat memiliki panjang gelombang yang lebih sempit dan frekuensi yang lebih tinggi, memungkinkan untuk membangun data spasial "jalan raya" dengan transmisi informasi yang lebih efisien dan lancar. Poin ini telah diverifikasi secara awal dalam eksperimen ruang orbit awal rendah. Setelah mengambil langkah -langkah adaptif yang relevan dan mengatasi gangguan atmosfer, laju transmisi data sistem komunikasi laser dulunya hampir 100 kali lebih tinggi dari rata -rata komunikasi sebelumnya.