Жақында АҚШ-тың Spirit зонды 16 миллион километр қашықтықтағы жердегі қондырғылармен терең ғарыштық лазерлік байланыс сынағын аяқтап, ғарыштық оптикалық байланыс қашықтығы бойынша жаңа рекорд орнатты. Сонымен, қандай артықшылықтар барлазерлік байланыс? Техникалық принциптер мен миссия талаптарына сүйене отырып, қандай қиындықтарды жеңу қажет? Болашақта оны ғарыш кеңістігін терең игеру саласында қолданудың болашағы қандай?
Қиындықтардан қорықпай, технологиялық жетістіктер
Ғарышты терең зерттеу ғарыш зерттеушілерінің ғаламды зерттеу барысындағы өте күрделі міндет болып табылады. Зондтар алыс жұлдызаралық кеңістікті кесіп өтуі керек, экстремалды орта мен қатал жағдайларды еңсеруі, құнды деректерді алу және беруі керек және байланыс технологиясы маңызды рөл атқарады.
схемалық диаграммасытерең ғарыштық лазерлік байланысSpirit спутниктік зонды мен жердегі обсерватория арасындағы тәжірибе
13 қазанда Spirit зонды іске қосылды, ол кем дегенде сегіз жылға созылатын барлау сапарын бастады. Миссияның басында ол Америка Құрама Штаттарындағы Паломар обсерваториясындағы Хэйл телескопымен Жердегі командалармен деректермен байланысу үшін жақын инфрақызыл лазерлік кодтауды қолдана отырып, терең ғарыштық лазерлік байланыс технологиясын сынау үшін жұмыс істеді. Осы мақсатта детектор мен оның лазерлік байланыс жабдығы кем дегенде төрт түрлі қиындықтарды жеңуі керек. Тиісінше, қашықтағы қашықтық, сигналдың әлсіреуі және кедергісі, өткізу қабілеттілігін шектеу және кешіктіру, энергияны шектеу және жылуды тарату мәселелері назар аударуға тұрарлық. Зерттеушілер бұл қиындықтарды көптен күтті және оларға дайындалды және терең ғарыштық лазерлік байланыс эксперименттерін жүргізу үшін Spirit зонды үшін жақсы негіз қалап, бірқатар негізгі технологияларды бұзды.
Ең алдымен, Spirit детекторы жоғары жылдамдықты деректерді беру технологиясын пайдаланады, тасымалдау ортасы ретінде таңдалған лазер сәулесі,жоғары қуатты лазерартықшылықтарын пайдалана отырып таратқышлазерлік жіберужылдамдығы мен жоғары тұрақтылығы, терең ғарыштық ортада лазерлік байланыс байланыстарын орнатуға тырысады.
Екіншіден, байланыстың сенімділігі мен тұрақтылығын арттыру үшін Spirit детекторы деректерді кодтауды оңтайландыру арқылы шектеулі өткізу жолағында жоғары деректерді беру жылдамдығына қол жеткізе алатын тиімді кодтау технологиясын қолданады. Сонымен бірге ол қателерді түзетуді кодтау технологиясын қолдана отырып, биттік қате жылдамдығын азайтып, деректерді беру 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 протоколдары мен беру жылдамдығын автоматты түрде реттей алады, осылайша шектеулі қуат жағдайында ең жақсы байланыс нәтижелерін қамтамасыз етеді.
Соңында, сигналды қабылдау мүмкіндігін жақсарту үшін Spirit зонды көп сәулелік қабылдау технологиясын пайдаланады. Бұл технология массив қалыптастыру үшін бірнеше қабылдау антенналарын пайдаланады, бұл сигналдың қабылдау сезімталдығы мен тұрақтылығын арттыра алады, содан кейін күрделі терең ғарыштық ортада тұрақты байланыс байланысын сақтай алады.
Артықшылықтары анық, құпияда жасырылған
Сыртқы әлемді табу қиын емеслазерSpirit зондының терең ғарыштық байланыс сынағының негізгі элементі болып табылады, сондықтан терең ғарыштық байланыстың маңызды прогреске көмектесу үшін лазердің қандай ерекше артықшылықтары бар? Жұмбақ неде?
Бір жағынан, ғарышты терең зерттеу миссиялары үшін ауқымды деректерге, жоғары ажыратымдылықтағы кескіндерге және бейнелерге өсіп келе жатқан сұраныс терең ғарыш байланыстары үшін деректерді беру жылдамдығының жоғарылауын талап етеді. Көбінесе ондаған миллион километрден «басталатын» байланысты тарату қашықтығы жағдайында радиотолқындар бірте-бірте «қуатсыз» болады.
Лазерлік байланыс радиотолқындармен салыстырғанда фотондардағы ақпаратты кодтағанымен, жақын инфрақызыл жарық толқындары неғұрлым тар толқын ұзындығына және жоғары жиілікке ие, бұл ақпаратты тиімдірек және тегіс жіберумен кеңістіктік деректер «магистральін» құруға мүмкіндік береді. Бұл нүкте Жердің төменгі орбиталық ғарыштық эксперименттерінде алдын ала тексерілді. Тиісті бейімделу шараларын қабылдағаннан және атмосфералық кедергілерді жеңгеннен кейін лазерлік байланыс жүйесінің деректерді беру жылдамдығы бір кездері бұрынғы байланыс құралдарымен салыстырғанда шамамен 100 есе жоғары болды.
Жіберу уақыты: 26 ақпан 2024 ж