Recentemente, a sonda do Espírito estadounidense completou unha proba de comunicación láser espacial profunda con instalacións terrestres a 16 millóns de quilómetros de distancia, establecendo un novo rexistro de distancia de comunicación óptica espacial. Entón, cales son as vantaxesComunicación láser? Con base nos principios técnicos e os requisitos da misión, que dificultades necesitas superar? Cal é a perspectiva da súa aplicación no campo da exploración do espazo profundo no futuro?
Avances tecnolóxicos, sen medo aos retos
A exploración espacial profunda é unha tarefa extremadamente desafiante no transcurso dos investigadores do espazo que exploran o universo. As sondas necesitan cruzar o espazo interestelar distante, superar ambientes extremos e condicións duras, adquirir e transmitir datos valiosos e a tecnoloxía de comunicación xoga un papel vital.
Diagrama esquemático deComunicación láser espacial profundaExperimenta entre a sonda de satélite do Espírito e o Observatorio de terra
O 13 de outubro lanzouse a sonda Spirit, comezando unha viaxe de exploración que durará polo menos oito anos. Ao comezo da misión, traballou co telescopio Hale no observatorio de Palomar dos Estados Unidos para probar a tecnoloxía de comunicación láser de espazo profundo, empregando codificación láser case infravermella para comunicar datos con equipos da Terra. Para este fin, o detector e os seus equipos de comunicación láser deben superar polo menos catro tipos de dificultades. Respectivamente, merecen atención Os investigadores previron e preparáronse desde hai tempo para estas dificultades e romperon unha serie de tecnoloxías clave, sostendo un bo fundamento para que a sonda Spirit para realizar experimentos de comunicación láser espacial profundos.
En primeiro lugar, o detector de espírito usa a tecnoloxía de transmisión de datos de alta velocidade, o feixe láser seleccionado como medio de transmisión, equipado cunLáser de alta potenciatransmisor, empregando as vantaxes deTransmisión lásertaxa e alta estabilidade, intentando establecer enlaces de comunicación láser no ambiente espacial profundo.
En segundo lugar, para mellorar a fiabilidade e estabilidade da comunicación, o detector de espírito adopta unha tecnoloxía de codificación eficiente, que pode conseguir unha maior taxa de transmisión de datos dentro do ancho de banda limitado ao optimizar a codificación de datos. Ao mesmo tempo, pode reducir a taxa de erro de bits e mellorar a precisión da transmisión de datos mediante a tecnoloxía de codificación de corrección de erros cara a adiante.
En terceiro lugar, coa axuda de tecnoloxía de programación e control intelixente, a sonda realiza a utilización óptima dos recursos de comunicación. A tecnoloxía pode axustar automaticamente os protocolos de comunicación e as taxas de transmisión segundo os cambios nos requisitos de tarefas e no ambiente de comunicación, asegurando así os mellores resultados de comunicación en condicións de enerxía limitadas.
Finalmente, para mellorar a capacidade de recepción do sinal, a sonda Spirit usa tecnoloxía de recepción de varios feixes. Esta tecnoloxía usa múltiples antenas de recepción para formar unha matriz, que pode mellorar a sensibilidade e estabilidade do sinal receptoras e, a continuación, manter unha conexión de comunicación estable no complexo ambiente de espazo profundo.
As vantaxes son obvias, escondidas no segredo
O mundo exterior non é difícil atopar que oláserO elemento fundamental da proba de comunicación espacial profunda da sonda do espírito, entón que vantaxes específicas ten o láser para axudar ao progreso significativo da comunicación espacial profunda? Cal é o misterio?
Por unha banda, a demanda crecente de datos masivos, imaxes de alta resolución e vídeos para misións de exploración de espazo profundo deberán requirir taxas de transmisión de datos máis altas para comunicacións espaciais profundas. Ante a distancia de transmisión de comunicación que adoita "comezar" con decenas de millóns de quilómetros, as ondas de radio son gradualmente "impotentes".
Mentres que a comunicación por láser codifica información sobre fotóns, en comparación coas ondas de radio, as ondas de luz case infravermellas teñen unha lonxitude de onda máis estreita e unha frecuencia máis alta, o que permite construír unha "estrada" de datos espaciais cunha transmisión de información máis eficiente e suave. Este punto verificouse de xeito preliminar nos experimentos de espazo de órbita de baixa terra baixa. Despois de tomar medidas adaptativas relevantes e superar a interferencia atmosférica, a taxa de transmisión de datos do sistema de comunicación láser foi case 100 veces superior á dos medios de comunicación anteriores.
Tempo de publicación: FEB-26-2024