Запис за комуникација со ласер во длабоката вселена, колку простор за имагинација? Прв дел

Неодамна, американската сонда „Спирит“ заврши тест за ласерска комуникација во длабока вселена со копнени објекти на оддалеченост од 16 милиони километри, поставувајќи нов рекорд за растојание на вселенска оптичка комуникација. Кои се предностите наласерска комуникацијаВрз основа на техничките принципи и барањата на мисијата, какви тешкотии треба да надмине? Какви се изгледите за негова примена во областа на истражување на длабоката вселена во иднина?

Технолошки откритија, не се плашиме од предизвици
Истражувањето на длабоката вселена е исклучително предизвикувачка задача во текот на истражувањето на вселенските истражувачи. Сондите треба да преминат низ далечен меѓуѕвезден простор, да надминат екстремни средини и сурови услови, да собираат и пренесуваат вредни податоци, а комуникациската технологија игра витална улога.

Шематски дијаграм наЛасерска комуникација во длабока вселенаексперимент помеѓу сателитската сонда Спирит и копнената опсерваторија

На 13 октомври, сондата Спирит беше лансирана, започнувајќи патување на истражување кое ќе трае најмалку осум години. На почетокот на мисијата, таа работеше со телескопот Хејл во опсерваторијата Паломар во Соединетите Американски Држави за да тестира технологија за ласерска комуникација во длабоката вселена, користејќи ласерско кодирање во близу инфрацрвено подрачје за комуникација на податоци со тимови на Земјата. За таа цел, детекторот и неговата опрема за ласерска комуникација треба да надминат најмалку четири вида тешкотии. Соодветно, проблемите со далечното растојание, слабеењето и пречките на сигналот, ограничувањето и доцнењето на пропусниот опсег, ограничувањето на енергијата и дисипацијата на топлината заслужуваат внимание. Истражувачите долго време ги очекуваа и се подготвуваа за овие тешкотии и пробија низ серија клучни технологии, поставувајќи добра основа за сондата Спирит да спроведува експерименти за ласерска комуникација во длабоката вселена.
Прво на сите, детекторот Spirit користи технологија за пренос на податоци со голема брзина, избран ласерски зрак како медиум за пренос, опремен соласер со висока моќностпредавателот, користејќи ги предностите наласерски преносбрзина и висока стабилност, обидувајќи се да воспостават ласерски комуникациски врски во длабоката вселенска средина.
Второ, со цел да се подобри сигурноста и стабилноста на комуникацијата, детекторот Spirit користи ефикасна технологија за кодирање, која може да постигне поголема брзина на пренос на податоци во рамките на ограничениот пропусен опсег со оптимизирање на кодирањето на податоците. Во исто време, може да ја намали стапката на бит-грешки и да ја подобри точноста на преносот на податоци со користење на технологијата на кодирање за корекција на грешки напред.
Трето, со помош на интелигентна технологија за закажување и контрола, сондата остварува оптимално искористување на комуникациските ресурси. Технологијата може автоматски да ги прилагодува комуникациските протоколи и стапките на пренос според промените во барањата на задачата и комуникациската средина, со што се обезбедуваат најдобри комуникациски резултати во услови на ограничена енергија.
Конечно, со цел да се подобри можноста за прием на сигнали, сондата Spirit користи технологија за прием со повеќе зраци. Оваа технологија користи повеќе приемни антени за да формира низа, што може да ја подобри чувствителноста на приемот и стабилноста на сигналот, а потоа да одржува стабилна комуникациска врска во сложената длабока вселенска средина.

Предностите се очигледни, скриени во тајната
Надворешниот свет не е тешко да се открие декаласере основниот елемент на тестот за комуникација во длабоката вселена на сондата Спирит, па какви специфични предности има ласерот за да помогне во значајниот напредок на комуникацијата во длабоката вселена? Во што е мистеријата?
Од една страна, растечката побарувачка за огромни количини на податоци, слики со висока резолуција и видеа за мисии за истражување на длабоката вселена сигурно ќе бара повисоки стапки на пренос на податоци за комуникации во длабоката вселена. Соочени со растојанието за пренос на комуникација кое често „започнува“ со десетици милиони километри, радио брановите постепено стануваат „немоќни“.
Додека ласерската комуникација кодира информации за фотони, во споредба со радио брановите, блиско-инфрацрвените светлосни бранови имаат потесна бранова должина и поголема фреквенција, што овозможува изградба на „автопат“ за просторни податоци со поефикасен и понепречен пренос на информации. Оваа поента е прелиминарно потврдена во раните вселенски експерименти во ниската Земјина орбита. По преземањето на релевантни адаптивни мерки и надминувањето на атмосферските пречки, брзината на пренос на податоци на ласерскиот комуникациски систем некогаш беше речиси 100 пати поголема од онаа на претходните комуникациски средства.