Жақында АҚШ-тың Spirit зонды 16 миллион шақырым қашықтықтағы жердегі қондырғылармен терең ғарыштық лазерлік байланыс сынағын аяқтап, ғарыштық оптикалық байланыс қашықтығының жаңа рекордын орнатты. Сонымен, оның артықшылықтары қандай?лазерлік байланысТехникалық қағидаттар мен миссия талаптарына сүйене отырып, ол қандай қиындықтарды жеңуі керек? Болашақта оны ғарышты терең зерттеу саласында қолданудың болашағы қандай?
Технологиялық жетістіктер, қиындықтардан қорықпау
Ғарышты зерттеушілердің ғаламды зерттеу барысында ғарышты терең зерттеу өте қиын міндет. Зондтар алыс жұлдызаралық кеңістікті кесіп өтуі, экстремалды орталар мен қатал жағдайларды жеңуі, құнды деректерді алуы және жіберуі керек, ал байланыс технологиялары маңызды рөл атқарады.
Схемалық диаграмматерең ғарыштық лазерлік байланысSpirit спутнигі зонды мен жердегі обсерватория арасындағы тәжірибе
13 қазанда Spirit зонды ұшырылып, кем дегенде сегіз жылға созылатын зерттеу сапарын бастады. Миссияның басында ол Америка Құрама Штаттарындағы Паломар обсерваториясындағы Хейл телескопымен бірлесіп, Жердегі топтармен деректерді жеткізу үшін жақын инфрақызыл лазерлік кодтауды қолдана отырып, терең ғарыштық лазерлік байланыс технологиясын сынақтан өткізді. Осы мақсатта детектор және оның лазерлік байланыс жабдығы кем дегенде төрт түрлі қиындықты жеңуі керек. Тиісінше, алыс қашықтық, сигналдың әлсіреуі және кедергісі, өткізу қабілеттілігінің шектелуі және кідірісі, энергияның шектелуі және жылудың таралу мәселелері назар аударуға тұрарлық. Зерттеушілер бұл қиындықтарды ұзақ уақыт бойы күтіп, дайындықтан өтті және бірқатар негізгі технологияларды қолданып, Spirit зондының терең ғарыштық лазерлік байланыс эксперименттерін жүргізуіне жақсы негіз қалап, бірқатар негізгі технологияларды қолданды.
Біріншіден, Spirit детекторы жоғары жылдамдықты деректерді беру технологиясын пайдаланады, беру құралы ретінде лазер сәулесін таңдайды және жабдықталғанжоғары қуатты лазертаратқыш, артықшылықтарын пайдалана отырыплазерлік берілісжылдамдығы мен жоғары тұрақтылығы, терең ғарыш ортасында лазерлік байланыс байланыстарын орнатуға тырысу.
Екіншіден, байланыстың сенімділігі мен тұрақтылығын арттыру үшін Spirit детекторы тиімді кодтау технологиясын қолданады, бұл деректерді кодтауды оңтайландыру арқылы шектеулі өткізу қабілеттілігінде деректерді беру жылдамдығын арттыра алады. Сонымен қатар, ол қателерді түзету кодтау технологиясын пайдалану арқылы бит қателіктерінің жылдамдығын азайтып, деректерді берудің дәлдігін жақсарта алады.
Үшіншіден, интеллектуалды жоспарлау және басқару технологиясының көмегімен зонд байланыс ресурстарын оңтайлы пайдалануды жүзеге асырады. Технология тапсырма талаптары мен байланыс ортасындағы өзгерістерге сәйкес байланыс хаттамалары мен беру жылдамдығын автоматты түрде реттей алады, осылайша шектеулі энергия жағдайларында ең жақсы байланыс нәтижелерін қамтамасыз етеді.
Соңында, сигнал қабылдау мүмкіндігін жақсарту үшін Spirit зонд көп сәулелі қабылдау технологиясын пайдаланады. Бұл технология сигналдың қабылдау сезімталдығы мен тұрақтылығын арттыратын, содан кейін күрделі терең ғарыш ортасында тұрақты байланыс байланысын сақтай алатын массив құру үшін бірнеше қабылдау антенналарын пайдаланады.
Артықшылықтары айқын, құпияда жасырылған
Сыртқы әлемді табу қиын емеслазерSpirit зондының терең ғарыштық байланыс сынағының негізгі элементі болып табылады, сондықтан лазердің терең ғарыштық байланыстың айтарлықтай дамуына көмектесетін қандай нақты артықшылықтары бар? Мұның құпиясы неде?
Бір жағынан, ғарышты терең зерттеу миссиялары үшін үлкен деректерге, жоғары ажыратымдылықтағы кескіндер мен бейнелерге деген сұраныстың артуы ғарыштық байланыс үшін деректерді берудің жоғары жылдамдығын талап етеді. Көбінесе ондаған миллион шақырымнан «басталатын» байланыс беру қашықтығына қарамастан, радиотолқындар біртіндеп «әлсіз» болып қалады.
Лазерлік байланыс радиотолқындармен салыстырғанда фотондардағы ақпаратты кодтаса, жақын инфрақызыл жарық толқындарының толқын ұзындығы тар және жиілігі жоғары, бұл тиімдірек және бірқалыпты ақпарат берумен кеңістіктік деректер «магистралін» құруға мүмкіндік береді. Бұл мәселе Жердің төменгі орбитасындағы алғашқы ғарыштық тәжірибелерде алдын ала расталды. Тиісті бейімделу шараларын қабылдағаннан және атмосфералық кедергілерді жеңгеннен кейін, лазерлік байланыс жүйесінің деректерді беру жылдамдығы бұрынғы байланыс құралдарына қарағанда 100 есеге жуық жоғары болды.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 26 ақпан