Di recente, la sonda Spirit degli Stati Uniti ha completato un profondo test di comunicazione laser spaziale con strutture di terra a 16 milioni di chilometri, stabilendo un nuovo record di distanza di comunicazione ottica spaziale. Allora quali sono i vantaggi dicomunicazione laser? Sulla base dei principi tecnici e dei requisiti di missione, quali difficoltà deve superare? Qual è la prospettiva della sua applicazione nel campo dell'esplorazione dello spazio profondo in futuro?
Scoperte tecnologiche, non hanno paura delle sfide
Deep Space Exploration è un compito estremamente impegnativo nel corso dei ricercatori dello spazio che esplorano l'universo. Le sonde devono attraversare lo spazio interstellare lontano, superare ambienti estremi e condizioni difficili, acquisire e trasmettere dati preziosi e la tecnologia di comunicazione svolge un ruolo vitale.
Diagramma schematico diComunicazione laser a spazio profondoesperimento tra la sonda satellitare spirituale e l'osservatorio di terra
Il 13 ottobre è stata lanciata la sonda spirituale, iniziando un viaggio di esplorazione che durerà almeno otto anni. All'inizio della missione, ha lavorato con il telescopio Hale presso l'Osservatorio di Palomar negli Stati Uniti per testare la tecnologia di comunicazione laser a spazio profondo, utilizzando la codifica laser a infrarossi vicini per comunicare i dati con i team sulla Terra. A tal fine, il rivelatore e le sue apparecchiature di comunicazione laser devono superare almeno quattro tipi di difficoltà. Rispettivamente, la distanza lontana, l'attenuazione del segnale e l'interferenza, la limitazione e il ritardo della larghezza di banda, i problemi di limitazione dell'energia e dissipazione del calore meritano attenzione. I ricercatori hanno da tempo anticipato e preparato per queste difficoltà e hanno sfondato una serie di tecnologie chiave, gettando una buona base per la sonda spirituale per condurre esperimenti di comunicazione laser a spazio profondo.
Prima di tutto, il rivelatore Spirit utilizza la tecnologia di trasmissione di dati ad alta velocità, il raggio laser selezionato come mezzo di trasmissione, dotato di aLaser ad alta potenzatrasmettitore, usando i vantaggi ditrasmissione laserTasso e alta stabilità, cercando di stabilire collegamenti di comunicazione laser nell'ambiente di spazio profondo.
In secondo luogo, al fine di migliorare l'affidabilità e la stabilità della comunicazione, lo Spirit Detector adotta una tecnologia di codifica efficiente, che può ottenere una velocità di trasmissione dei dati più elevata all'interno della larghezza di banda limitata ottimizzando la codifica dei dati. Allo stesso tempo, può ridurre il tasso di errore del bit e migliorare l'accuratezza della trasmissione dei dati utilizzando la tecnologia della codifica di correzione degli errori in avanti.
In terzo luogo, con l'aiuto della tecnologia di pianificazione e controllo intelligente, la sonda realizza l'utilizzo ottimale delle risorse di comunicazione. La tecnologia può regolare automaticamente i protocolli di comunicazione e le velocità di trasmissione in base alle variazioni dei requisiti delle attività e dell'ambiente di comunicazione, garantendo così i migliori risultati di comunicazione in condizioni di energia limitate.
Infine, al fine di migliorare la capacità di ricezione del segnale, la sonda spirituale utilizza la tecnologia di accoglienza a più raggi. Questa tecnologia utilizza più antenne di ricezione per formare un array, che può migliorare la sensibilità e la stabilità ricevente del segnale e quindi mantenere una connessione di comunicazione stabile nel complesso ambiente di spazio profondo.
I vantaggi sono ovvi, nascosti nel segreto
Il mondo esterno non è difficile scoprire che illaserL'elemento principale del test di comunicazione dello spazio profondo della sonda spirituale, quindi quali vantaggi specifici ha il laser per aiutare il progresso significativo della comunicazione dello spazio profondo? Qual è il mistero?
Da un lato, la crescente domanda di dati enormi, immagini ad alta risoluzione e video per le missioni di esplorazione dello spazio profondo è destinata a richiedere tassi di trasmissione di dati più elevati per le comunicazioni spaziali profonde. Di fronte alla distanza di trasmissione della comunicazione che spesso "inizia" con decine di milioni di chilometri, le onde radio sono gradualmente "impotenti".
Mentre la comunicazione laser codifica le informazioni sui fotoni, rispetto alle onde radio, le onde di luce del vicino infrarosso hanno una lunghezza d'onda più ristretta e una frequenza più elevata, consentendo di creare una "autostrada" spaziale "autostrada" con trasmissione di informazioni più efficiente e fluida. Questo punto è stato preliminariamente verificato negli esperimenti di spazio dell'orbita della terra bassa. Dopo aver adottato misure adattive pertinenti e aver superato l'interferenza atmosferica, la velocità di trasmissione dei dati del sistema di comunicazione laser era una volta quasi 100 volte superiore a quella dei mezzi di comunicazione precedenti.
Tempo post: 26-2024 febbraio