Recentment, la sonda Spirit dels Estats Units va completar una prova de comunicació làser d’espai profund amb instal·lacions terrestres a 16 milions de quilòmetres de distància, establint un nou rècord de distància de comunicació òptica espacial. Quins són els avantatgesComunicació amb làser? A partir de principis tècnics i requisits de la missió, quines dificultats necessita superar? Quina és la perspectiva de la seva aplicació en el camp de l’exploració espacial profunda en el futur?
Avenços tecnològics, sense por dels reptes
L’exploració espacial profunda és una tasca extremadament difícil en el curs dels investigadors espacials que exploren l’univers. Les sondes han de creuar l’espai interestel·lar llunyà, superar amb entorns extrems i condicions dures, adquirir i transmetre dades valuoses i la tecnologia de la comunicació té un paper vital.
Diagrama esquemàtic deComunicació làser d’espai profundExperiment entre la sonda de satèl·lit esperit i l’observatori del sòl
El 13 d'octubre, es va llançar la sonda Spirit, iniciant un viatge d'exploració que durarà almenys vuit anys. Al començament de la missió, va treballar amb el Telescopi Hale a l’Observatori Palomar dels Estats Units per provar la tecnologia de comunicació làser en espai profund, utilitzant la codificació làser d’infraroig proper per comunicar dades amb equips de la Terra. Amb aquesta finalitat, el detector i els seus equips de comunicació làser han de superar almenys quatre tipus de dificultats. Respectivament, la distància llunyana, l’atenuació i la interferència del senyal, la limitació d’amplada de banda i el retard, la limitació d’energia i els problemes de dissipació de calor mereixen atenció. Els investigadors han previst i han preparat durant aquestes dificultats i han passat a través d’una sèrie de tecnologies clau, posant un bon fonament per a la sonda espiritual per dur a terme experiments de comunicació làser profunds.
En primer lloc, el detector de l’esperit utilitza tecnologia de transmissió de dades d’alta velocitat, seleccionat feix làser com a medi de transmissió, equipat amb unlàser d’alta potènciatransmissor, utilitzant els avantatges deTransmissió làserTaxa i alta estabilitat, intentant establir enllaços de comunicació làser a l’entorn espacial profund.
En segon lloc, per millorar la fiabilitat i l'estabilitat de la comunicació, el detector de l'esperit adopta una tecnologia de codificació eficient, que pot aconseguir una taxa de transmissió de dades més elevada dins de l'ample de banda limitat optimitzant la codificació de dades. Al mateix temps, pot reduir la velocitat d’error de bits i millorar la precisió de la transmissió de dades mitjançant la tecnologia de codificació de correcció d’errors endavant.
En tercer lloc, amb l’ajuda de la tecnologia de programació i control intel·ligent, la sonda s’adona de l’utilització òptima dels recursos de comunicació. La tecnologia pot ajustar automàticament els protocols de comunicació i les taxes de transmissió segons els canvis en els requisits de la tasca i l’entorn de comunicació, garantint així els millors resultats de comunicació en condicions d’energia limitades.
Finalment, per millorar la capacitat de recepció del senyal, la sonda Spirit utilitza tecnologia de recepció de diversos feixos. Aquesta tecnologia utilitza múltiples antenes receptores per formar una matriu, cosa que pot millorar la sensibilitat i l'estabilitat receptors del senyal, i després mantenir una connexió de comunicació estable en el complex entorn espacial profund.
Els avantatges són evidents, amagats en el secret
El món exterior no és difícil trobar que ellàserL’element principal de la prova de comunicació d’espai profund de la sonda espiritual, de manera que quins avantatges específics té el làser per ajudar el progrés significatiu de la comunicació espacial profunda? Quin és el misteri?
D’una banda, la creixent demanda de dades massives, imatges d’alta resolució i vídeos per a missions d’exploració d’espais profunds requereixen taxes de transmissió de dades més elevades per a comunicacions d’espai profund. Davant la distància de transmissió de comunicació que sovint és "començant" amb desenes de milions de quilòmetres, les ones de ràdio són gradualment "impotents".
Mentre que la comunicació làser codifica informació sobre fotons, en comparació amb les ones de ràdio, les ones de llum infrarojos propers tenen una longitud d’ona més estreta i una freqüència més elevada, cosa que permet crear una “carretera” de dades espacials amb una transmissió d’informació més eficient i suau. Aquest punt s’ha verificat preliminar en els primers experiments d’espai d’òrbita de la Terra baixa. Després de prendre mesures adaptatives rellevants i superar la interferència atmosfèrica, la taxa de transmissió de dades del sistema de comunicació làser va ser una vegada gairebé 100 vegades superior a la dels mitjans de comunicació anteriors.
Posada POST: 26-2024 de febrer