Riċentement, is-sonda ta 'l-Ispirtu ta' l-Istati Uniti lestiet test ta 'komunikazzjoni bil-lejżer spazjali fil-fond b'faċilitajiet ta' l-art 16-il miljun kilometru 'l bogħod, u stabbilixxiet rekord ġdid ta' distanza ta 'komunikazzjoni ottika spazjali. Allura x'inhuma l-vantaġġi ta 'komunikazzjoni bil-laser? Ibbażat fuq prinċipji tekniċi u rekwiżiti tal-missjoni, liema diffikultajiet jeħtieġ li tegħleb? X'inhu l-prospett tal-applikazzjoni tiegħu fil-qasam tal-esplorazzjoni tal-ispazju fil-fond fil-futur?
Rikkorsi teknoloġiċi, ma jibżgħux mill-isfidi
L-esplorazzjoni spazjali fil-fond hija biċċa xogħol ta’ sfida kbira fil-kors tar-riċerkaturi spazjali li jesploraw l-univers. Is-sondi jeħtieġ li jaqsmu l-ispazju interstellari imbiegħed, jegħlbu ambjenti estremi u kundizzjonijiet ħorox, jakkwistaw u jittrasmettu data siewja, u t-teknoloġija tal-komunikazzjoni għandha rwol vitali.
Dijagramma skematika takomunikazzjoni bil-laser spazjali fil-fondesperiment bejn is-sonda tas-satellita Spirit u l-osservatorju tal-art
Fit-13 ta’ Ottubru, tnediet is-sonda Spirit, li 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 profond, bl-użu ta 'kodifikazzjoni tal-lejżer qrib infra-aħmar biex tikkomunika data ma' 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 bogħod, l-attenwazzjoni tas-sinjal u l-interferenza, il-limitazzjoni u d-dewmien tal-bandwidth, il-limitazzjoni tal-enerġija u l-problemi tad-dissipazzjoni tas-sħana jistħoqqilhom attenzjoni. Ir-riċerkaturi ilhom antiċipaw u ppreparati għal dawn id-diffikultajiet, u kissru permezz ta 'serje ta' teknoloġiji ewlenin, li jistabbilixxu pedament tajjeb għas-sonda ta 'l-Ispirtu biex twettaq esperimenti ta' komunikazzjoni bil-lejżer fl-ispazju profond.
L-ewwelnett, id-ditekter ta 'l-Ispirtu juża teknoloġija ta' trasmissjoni ta 'dejta b'veloċità għolja, raġġ tal-lejżer magħżul bħala l-mezz ta' trasmissjoni, mgħammar b'laser ta 'qawwa għoljatrasmettitur, bl-użu tal-vantaġġi tatrasmissjoni bil-lejżerrata u stabbiltà għolja, tipprova tistabbilixxi links ta 'komunikazzjoni bil-lejżer fl-ambjent tal-ispazju profond.
It-tieni nett, sabiex ittejjeb l-affidabbiltà u l-istabbiltà tal-komunikazzjoni, id-ditekter ta 'l-Ispirtu jadotta teknoloġija ta' kodifikazzjoni effiċjenti, li tista 'tikseb rata ogħla ta' trażmissjoni tad-dejta fil-bandwidth limitat billi jottimizza l-kodifikazzjoni tad-dejta. Fl-istess ħin, jista 'jnaqqas ir-rata ta' żball tal-bit u jtejjeb l-eżattezza tat-trażmissjoni tad-dejta billi juża t-teknoloġija tal-kodifikazzjoni tal-korrezzjoni tal-iżbalji bil-quddiem.
It-tielet nett, bl-għajnuna ta 'teknoloġija ta' skedar u kontroll intelliġenti, is-sonda tirrealizza l-aħjar utilizzazzjoni tar-riżorsi tal-komunikazzjoni. It-teknoloġija tista 'taġġusta awtomatikament protokolli ta' komunikazzjoni u rati ta 'trażmissjoni skond bidliet fir-rekwiżiti tal-kompitu u l-ambjent ta' komunikazzjoni, u b'hekk tiżgura l-aħjar riżultati ta 'komunikazzjoni taħt kundizzjonijiet ta' enerġija limitati.
Fl-aħħarnett, sabiex ittejjeb il-kapaċità ta 'riċeviment tas-sinjal, is-sonda ta' l-Ispirtu tuża teknoloġija ta 'riċeviment b'ħafna raġġi. Din it-teknoloġija tuża antenni riċevituri multipli biex tifforma firxa, li tista 'ttejjeb is-sensittività li tirċievi u l-istabbiltà tas-sinjal, u mbagħad iżżomm konnessjoni ta' komunikazzjoni stabbli fl-ambjent kumpless tal-ispazju profond.
Il-vantaġġi huma ovvji, moħbija fis-sigriet
Id-dinja ta 'barra mhix diffiċli li ssib li l-laserhuwa l-element ewlieni tat-test tal-komunikazzjoni ta 'l-ispazju fil-fond tas-sonda ta' l-Ispirtu, allura liema vantaġġi speċifiċi għandu l-laser biex jgħin fil-progress sinifikanti tal-komunikazzjoni fl-ispazju profond? X'inhu l-misteru?
Min-naħa waħda, id-domanda dejjem tikber għal data massiva, immaġini b'riżoluzzjoni għolja u vidjows għal missjonijiet ta 'esplorazzjoni spazjali fil-fond hija marbuta li teħtieġ rati ogħla ta' trażmissjoni tad-data għall-komunikazzjonijiet fl-ispazju profond. Quddiem id-distanza tat-trażmissjoni tal-komunikazzjoni li ħafna drabi "tibda" b'għexieren ta 'miljuni ta' kilometri, il-mewġ tar-radju gradwalment "bla saħħa."
Filwaqt li l-komunikazzjoni bil-lejżer tikkodifika l-informazzjoni dwar il-fotoni, meta mqabbla mal-mewġ tar-radju, il-mewġ tad-dawl qrib l-infra-aħmar għandu wavelength idjaq u frekwenza ogħla, li jagħmilha possibbli li tinbena "highway" tad-data spazjali bi trażmissjoni ta 'informazzjoni aktar effiċjenti u bla xkiel. Dan il-punt ġie vverifikat b'mod preliminari fl-esperimenti bikrija ta 'l-ispazju ta' l-orbita tad-Dinja baxxa. Wara li ħadet miżuri adattivi rilevanti u tegħleb l-interferenza atmosferika, ir-rata ta 'trażmissjoni tad-dejta tas-sistema ta' komunikazzjoni bil-lejżer darba kienet kważi 100 darba ogħla minn dik tal-mezzi ta 'komunikazzjoni preċedenti.
Ħin tal-post: Frar-26-2024