Kamakailan lamang, nakumpleto ng US Spirit probe ang isang pagsubok sa komunikasyon ng laser sa malalim na kalawakan na may mga pasilidad sa lupa na 16 milyong kilometro ang layo, na nagtakda ng isang bagong rekord sa distansya ng komunikasyon sa optical sa kalawakan. Kaya ano ang mga bentahe ngkomunikasyon sa laserBatay sa mga teknikal na prinsipyo at mga kinakailangan sa misyon, anong mga kahirapan ang kailangan nitong malampasan? Ano ang inaasahang aplikasyon nito sa larangan ng malalim na paggalugad sa kalawakan sa hinaharap?
Mga tagumpay sa teknolohiya, hindi natatakot sa mga hamon
Ang paggalugad sa kalawakan ay isang lubhang mapanghamong gawain sa kurso ng mga mananaliksik sa kalawakan na nagsasaliksik sa sansinukob. Ang mga probe ay kailangang tumawid sa malayong interstellar space, malampasan ang matinding kapaligiran at malupit na mga kondisyon, kumuha at magpadala ng mahalagang datos, at ang teknolohiya ng komunikasyon ay gumaganap ng mahalagang papel.
Iskematikong dayagram ngkomunikasyon sa laser sa malalim na espasyoeksperimento sa pagitan ng probe ng satellite na Spirit at ng obserbatoryo sa lupa
Noong Oktubre 13, inilunsad ang Spirit probe, na siyang simula ng isang paglalakbay ng eksplorasyon na tatagal nang hindi bababa sa walong taon. Sa simula ng misyon, nakipagtulungan ito sa Hale telescope sa Palomar Observatory sa Estados Unidos upang subukan ang teknolohiya ng komunikasyon ng laser sa malalim na kalawakan, gamit ang near-infrared laser coding upang makipag-ugnayan ng datos sa mga pangkat sa Daigdig. Para sa layuning ito, ang detector at ang kagamitan nito sa komunikasyon ng laser ay kailangang malampasan ang hindi bababa sa apat na uri ng mga kahirapan. Ayon sa pagkakabanggit, ang malayong distansya, pagpapahina at pagkagambala ng signal, limitasyon at pagkaantala ng bandwidth, limitasyon ng enerhiya at mga problema sa pagpapakalat ng init ay nararapat bigyan ng pansin. Matagal nang inaasahan at pinaghandaan ng mga mananaliksik ang mga paghihirap na ito, at nalampasan ang isang serye ng mga pangunahing teknolohiya, na naglatag ng isang mahusay na pundasyon para sa Spirit probe upang magsagawa ng mga eksperimento sa komunikasyon ng laser sa malalim na kalawakan.
Una sa lahat, ang Spirit detector ay gumagamit ng high-speed data transmission technology, napiling laser beam bilang transmission medium, at nilagyan nglaser na may mataas na lakastransmiter, gamit ang mga bentahe ngtransmisyon ng laserbilis at mataas na katatagan, sinusubukang magtatag ng mga ugnayan sa komunikasyon ng laser sa malalim na kapaligiran sa kalawakan.
Pangalawa, upang mapabuti ang pagiging maaasahan at katatagan ng komunikasyon, ang Spirit detector ay gumagamit ng mahusay na teknolohiya ng coding, na maaaring makamit ang mas mataas na rate ng pagpapadala ng data sa loob ng limitadong bandwidth sa pamamagitan ng pag-optimize ng data coding. Kasabay nito, maaari nitong bawasan ang bit error rate at mapabuti ang katumpakan ng pagpapadala ng data sa pamamagitan ng paggamit ng teknolohiya ng forward error correction coding.
Pangatlo, sa tulong ng matalinong teknolohiya sa pag-iiskedyul at pagkontrol, naisasagawa ng probe ang pinakamainam na paggamit ng mga mapagkukunan ng komunikasyon. Awtomatikong maisasaayos ng teknolohiya ang mga protocol ng komunikasyon at mga rate ng transmisyon ayon sa mga pagbabago sa mga kinakailangan sa gawain at kapaligiran ng komunikasyon, sa gayon ay tinitiyak ang pinakamahusay na resulta ng komunikasyon sa ilalim ng limitadong mga kondisyon ng enerhiya.
Panghuli, upang mapahusay ang kakayahan sa pagtanggap ng signal, ang Spirit probe ay gumagamit ng teknolohiyang multi-beam reception. Ang teknolohiyang ito ay gumagamit ng maraming receiving antenna upang bumuo ng isang array, na maaaring mapahusay ang receiving sensitivity at stability ng signal, at pagkatapos ay mapanatili ang isang matatag na koneksyon sa komunikasyon sa masalimuot na kapaligiran sa kalawakan.
Ang mga bentahe ay halata, nakatago sa sikreto
Hindi mahirap hanapin ang mundo sa labas na anglaseray ang pangunahing elemento ng pagsubok sa komunikasyon sa kalawakan ng Spirit probe, kaya ano ang mga partikular na bentahe ng laser upang makatulong sa makabuluhang pag-unlad ng komunikasyon sa kalawakan? Ano ang misteryo?
Sa isang banda, ang lumalaking pangangailangan para sa napakalaking datos, mga imaheng may mataas na resolusyon, at mga video para sa mga misyon ng eksplorasyon sa kalawakan ay tiyak na mangangailangan ng mas mataas na bilis ng paghahatid ng datos para sa mga komunikasyon sa kalawakan. Sa harap ng distansya ng paghahatid ng komunikasyon na kadalasang "nagsisimula" sa sampu-sampung milyong kilometro, ang mga alon ng radyo ay unti-unting "nawawalan ng lakas."
Bagama't kino-code ng komunikasyon ng laser ang impormasyon sa mga photon, kumpara sa mga radio wave, ang mga near-infrared light wave ay may mas makitid na wavelength at mas mataas na frequency, na ginagawang posible ang pagbuo ng isang spatial data "highway" na may mas mahusay at maayos na paghahatid ng impormasyon. Ang puntong ito ay paunang na-verify sa mga unang eksperimento sa kalawakan sa mababang orbit ng Earth. Matapos gumawa ng mga kaugnay na hakbang sa pag-aangkop at pagtagumpayan ang interference sa atmospera, ang rate ng paghahatid ng data ng sistema ng komunikasyon ng laser ay dating halos 100 beses na mas mataas kaysa sa mga nakaraang paraan ng komunikasyon.
Oras ng pag-post: Pebrero 26, 2024