Dan l-aħħar, is-sonda Spirit tal-Istati Uniti lestiet test ta' komunikazzjoni bil-lejżer fl-ispazju fond b'faċilitajiet fuq l-art 16-il miljun kilometru 'l bogħod, u b'hekk stabbiliet rekord ġdid ta' distanza ta' komunikazzjoni ottika fl-ispazju. Allura x'inhuma l-vantaġġi ta'komunikazzjoni bil-lejżerAbbażi tal-prinċipji tekniċi u r-rekwiżiti tal-missjoni, liema diffikultajiet jeħtieġ li jegħleb? X'inhu l-prospett tal-applikazzjoni tiegħu fil-qasam tal-esplorazzjoni tal-ispazju fond fil-futur?
Avvanzi teknoloġiċi, mhux nibżgħu mill-isfidi
L-esplorazzjoni tal-ispazju fond hija kompitu estremament ta' sfida fil-kors tar-riċerkaturi tal-ispazju li jesploraw l-univers. Is-sondi jeħtieġ li jaqsmu spazju interstellari 'l bogħod, jegħlbu ambjenti estremi u kundizzjonijiet ħorox, jakkwistaw u jittrażmettu dejta siewja, u t-teknoloġija tal-komunikazzjoni għandha rwol vitali.
Dijagramma skematika ta'komunikazzjoni bil-lejżer fl-ispazju fondesperiment bejn is-sonda tas-satellita Spirit u l-osservatorju fuq l-art
Fit-13 ta' Ottubru, tnediet is-sonda Spirit, u bdiet vjaġġ ta' esplorazzjoni li se jdum mill-inqas tmien snin. Fil-bidu tal-missjoni, ħadmet mat-teleskopju Hale fl-Osservatorju Palomar fl-Istati Uniti biex tittestja t-teknoloġija tal-komunikazzjoni bil-lejżer fl-ispazju fond, bl-użu ta' kodifikazzjoni bil-lejżer qrib l-infra-aħmar biex tikkomunika d-dejta mat-timijiet fid-Dinja. Għal dan il-għan, id-ditekter u t-tagħmir tal-komunikazzjoni bil-lejżer tiegħu jeħtieġ li jegħlbu mill-inqas erba' tipi ta' diffikultajiet. Rispettivament, id-distanza 'l bogħod, l-attenwazzjoni u l-interferenza tas-sinjal, il-limitazzjoni u d-dewmien tal-bandwidth, il-limitazzjoni tal-enerġija u l-problemi ta' dissipazzjoni tas-sħana jistħoqqilhom attenzjoni. Ir-riċerkaturi ilhom jantiċipaw u jippreparaw għal dawn id-diffikultajiet, u kisru serje ta' teknoloġiji ewlenin, u b'hekk poġġew bażi tajba għas-sonda Spirit biex twettaq esperimenti ta' komunikazzjoni bil-lejżer fl-ispazju fond.
L-ewwelnett, id-ditekter Spirit juża teknoloġija ta' trasmissjoni ta' dejta b'veloċità għolja, raġġ tal-lejżer magħżul bħala l-mezz ta' trasmissjoni, mgħammar b'lejżer ta' qawwa għoljatrasmettitur, bl-użu tal-vantaġġi ta'trasmissjoni bil-lejżerrata u stabbiltà għolja, jipprova jistabbilixxi konnessjonijiet ta' komunikazzjoni bil-lejżer fl-ambjent tal-ispazju fond.
It-tieni, sabiex tittejjeb l-affidabbiltà u l-istabbiltà tal-komunikazzjoni, id-ditekter Spirit jadotta teknoloġija ta' kodifikazzjoni effiċjenti, li tista' tikseb rata ogħla ta' trasmissjoni tad-dejta fi ħdan il-bandwidth limitat billi tottimizza l-kodifikazzjoni tad-dejta. Fl-istess ħin, jista' jnaqqas ir-rata ta' żbalji fil-bits u jtejjeb l-eżattezza tat-trasmissjoni tad-dejta billi juża t-teknoloġija tal-kodifikazzjoni tal-korrezzjoni tal-iżbalji 'l quddiem.
It-tielet nett, bl-għajnuna ta' teknoloġija intelliġenti ta' skedar u kontroll, is-sonda tirrealizza l-użu ottimali tar-riżorsi tal-komunikazzjoni. It-teknoloġija tista' taġġusta awtomatikament il-protokolli ta' komunikazzjoni u r-rati ta' trasmissjoni skont il-bidliet fir-rekwiżiti tal-kompitu u l-ambjent tal-komunikazzjoni, u b'hekk tiżgura l-aħjar riżultati ta' komunikazzjoni taħt kundizzjonijiet ta' enerġija limitata.
Fl-aħħar nett, sabiex tittejjeb il-kapaċità ta' riċeviment tas-sinjal, is-sonda Spirit tuża teknoloġija ta' riċeviment b'ħafna raġġi. Din it-teknoloġija tuża antenni multipli ta' riċeviment biex tifforma firxa, li tista' ttejjeb is-sensittività u l-istabbiltà tar-riċeviment tas-sinjal, u mbagħad iżżomm konnessjoni ta' komunikazzjoni stabbli fl-ambjent kumpless tal-ispazju fond.
Il-vantaġġi huma ovvji, moħbija fis-sigriet
Id-dinja ta’ barra mhijiex diffiċli biex issibhalejżerhuwa l-element ewlieni tat-test tal-komunikazzjoni fl-ispazju fond tas-sonda Spirit, allura liema vantaġġi speċifiċi għandu l-lejżer biex jgħin fil-progress sinifikanti tal-komunikazzjoni fl-ispazju fond? X'inhu l-misteru?
Minn naħa waħda, id-domanda dejjem tikber għal dejta massiva, immaġnijiet u vidjows b'riżoluzzjoni għolja għal missjonijiet ta' esplorazzjoni tal-ispazju fond żgur li teħtieġ rati ogħla ta' trasmissjoni tad-dejta għal komunikazzjonijiet fl-ispazju fond. Fid-dawl tad-distanza tat-trasmissjoni tal-komunikazzjoni li ħafna drabi "tibda" b'għexieren ta' miljuni ta' kilometri, il-mewġ tar-radju gradwalment isiru "bla saħħa".
Filwaqt li l-komunikazzjoni bil-lejżer tikkodifika informazzjoni fuq il-fotoni, meta mqabbla mal-mewġ tar-radju, il-mewġ tad-dawl qrib l-infra-aħmar għandu wavelength idjaq u frekwenza ogħla, u dan jagħmilha possibbli li tinbena "awtostrada" tad-dejta spazjali b'trażmissjoni ta' informazzjoni aktar effiċjenti u bla xkiel. Dan il-punt ġie vverifikat preliminarment fl-esperimenti bikrija tal-ispazju fl-orbita baxxa tad-Dinja. Wara li ttieħdu miżuri adattivi rilevanti u s-superament tal-interferenza atmosferika, ir-rata tat-trażmissjoni tad-dejta tas-sistema ta' komunikazzjoni bil-lejżer kienet darba kważi 100 darba ogħla minn dik tal-mezzi ta' komunikazzjoni preċedenti.
Ħin tal-posta: 26 ta' Frar 2024