ღრმა კოსმოსური ლაზერული კომუნიკაციის ჩანაწერი, რამდენად ბევრი ადგილია წარმოსახვისთვის? ნაწილი პირველი

ცოტა ხნის წინ, ამერიკულმა ზონდმა Spirit-მა დაასრულა ღრმა კოსმოსური ლაზერული კომუნიკაციის ტესტი 16 მილიონი კილომეტრის დაშორებით მდებარე მიწისზედა ობიექტებთან, რითაც დაამყარა კოსმოსური ოპტიკური კომუნიკაციის მანძილის ახალი რეკორდი. მაშ, რა უპირატესობები აქვს...ლაზერული კომუნიკაციატექნიკური პრინციპებისა და მისიის მოთხოვნების გათვალისწინებით, რა სირთულეების გადალახვა სჭირდება მას? რა პერსპექტივა აქვს მას მომავალში ღრმა კოსმოსური კვლევის სფეროში გამოყენების?

ტექნოლოგიური მიღწევები, გამოწვევების არ ეშინია
კოსმოსის ღრმა შესწავლა კოსმოსის მკვლევარებისთვის სამყაროს შესწავლის პროცესში უკიდურესად რთული ამოცანაა. ზონდებს უწევთ შორეული ვარსკვლავთშორისი სივრცის გადაკვეთა, ექსტრემალური გარემოსა და მკაცრი პირობების გადალახვა, ღირებული მონაცემების მოპოვება და გადაცემა, რაშიც სასიცოცხლო როლს ასრულებს საკომუნიკაციო ტექნოლოგიები.

სქემატური დიაგრამაღრმა კოსმოსური ლაზერული კომუნიკაციაექსპერიმენტი Spirit-ის თანამგზავრ ზონდსა და მიწისზედა ობსერვატორიას შორის

13 ოქტომბერს კოსმოსში გაეშვა ზონდი „სპირიტი“, რითაც დაიწყო კვლევის მოგზაურობა, რომელიც მინიმუმ რვა წელი გაგრძელდება. მისიის დასაწყისში ის აშშ-ში, პალომარის ობსერვატორიაში მდებარე ჰეილის ტელესკოპთან ერთად მუშაობდა ღრმა კოსმოსური ლაზერული კომუნიკაციის ტექნოლოგიის შესამოწმებლად, დედამიწაზე მყოფ გუნდებთან მონაცემების გადასაცემად ახლო ინფრაწითელი ლაზერული კოდირების გამოყენებით. ამ მიზნით, დეტექტორმა და მისმა ლაზერული კომუნიკაციის აღჭურვილობამ მინიმუმ ოთხი ტიპის სირთულის გადალახვა უნდა შეძლოს. შესაბამისად, ყურადღებას იმსახურებს შორეული მანძილი, სიგნალის შესუსტება და ჩარევა, გამტარუნარიანობის შეზღუდვა და დაგვიანება, ენერგიის შეზღუდვა და სითბოს გაფრქვევის პრობლემები. მკვლევარები დიდი ხანია ელოდნენ და ემზადებოდნენ ამ სირთულეებისთვის და გაარღვიეს ძირითადი ტექნოლოგიების სერია, რამაც კარგი საფუძველი ჩაუყარა ზონდს ღრმა კოსმოსური ლაზერული კომუნიკაციის ექსპერიმენტების ჩასატარებლად.
პირველ რიგში, Spirit დეტექტორი იყენებს მაღალსიჩქარიანი მონაცემთა გადაცემის ტექნოლოგიას, ლაზერული სხივი შერჩეულია გადაცემის საშუალებად და აღჭურვილიამაღალი სიმძლავრის ლაზერიგადამცემი, უპირატესობების გამოყენებითლაზერული გადაცემასიჩქარე და მაღალი სტაბილურობა, ცდილობს ლაზერული საკომუნიკაციო კავშირების დამყარებას ღრმა კოსმოსურ გარემოში.
მეორეც, კომუნიკაციის საიმედოობისა და სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად, Spirit დეტექტორი იყენებს ეფექტურ კოდირების ტექნოლოგიას, რომელსაც შეუძლია მონაცემთა გადაცემის უფრო მაღალი სიჩქარის მიღწევა შეზღუდული გამტარობის ფარგლებში მონაცემთა კოდირების ოპტიმიზაციის გზით. ამავდროულად, მას შეუძლია შეამციროს ბიტური შეცდომის სიხშირე და გააუმჯობესოს მონაცემთა გადაცემის სიზუსტე პირდაპირი შეცდომის კორექციის კოდირების ტექნოლოგიის გამოყენებით.
მესამე, ინტელექტუალური დაგეგმვისა და კონტროლის ტექნოლოგიის დახმარებით, ზონდი ახორციელებს საკომუნიკაციო რესურსების ოპტიმალურ გამოყენებას. ტექნოლოგიას შეუძლია ავტომატურად შეცვალოს საკომუნიკაციო პროტოკოლები და გადაცემის სიჩქარე დავალების მოთხოვნებისა და საკომუნიკაციო გარემოს ცვლილებების შესაბამისად, რითაც უზრუნველყოფს საუკეთესო საკომუნიკაციო შედეგებს შეზღუდული ენერგიის პირობებში.
და ბოლოს, სიგნალის მიღების შესაძლებლობის გასაუმჯობესებლად, Spirit-ის ზონდი იყენებს მრავალსხივიან მიღების ტექნოლოგიას. ეს ტექნოლოგია იყენებს მრავალ მიმღებ ანტენას მასივის შესაქმნელად, რომელსაც შეუძლია გააძლიეროს სიგნალის მიღების მგრძნობელობა და სტაბილურობა და შემდეგ შეინარჩუნოს სტაბილური საკომუნიკაციო კავშირი რთულ ღრმა კოსმოსურ გარემოში.

უპირატესობები აშკარაა, საიდუმლოში დამალული
გარე სამყაროსთვის რთული არ არის იმის აღმოჩენა, რომლაზერიეს არის Spirit ზონდის ღრმა კოსმოსური კომუნიკაციის ტესტის ძირითადი ელემენტი, მაშ, რა კონკრეტული უპირატესობები აქვს ლაზერს ღრმა კოსმოსური კომუნიკაციის მნიშვნელოვან პროგრესში დასახმარებლად? რა არის საიდუმლო?
ერთი მხრივ, ღრმა კოსმოსური კვლევითი მისიებისთვის მასიური მონაცემების, მაღალი გარჩევადობის სურათებისა და ვიდეოების მზარდი მოთხოვნა, ღრმა კოსმოსური კომუნიკაციებისთვის, აუცილებლად მოითხოვს მონაცემთა გადაცემის უფრო მაღალ სიჩქარეს. კომუნიკაციის გადაცემის მანძილის გათვალისწინებით, რომელიც ხშირად ათობით მილიონი კილომეტრით „იწყება“, რადიოტალღები თანდათან „უსარგებლო ხდება“.
მიუხედავად იმისა, რომ ლაზერული კომუნიკაცია ფოტონებზე ინფორმაციას აკოდირებს, რადიოტალღებთან შედარებით, ახლო ინფრაწითელ სინათლის ტალღებს უფრო ვიწრო ტალღის სიგრძე და უფრო მაღალი სიხშირე აქვთ, რაც შესაძლებელს ხდის სივრცითი მონაცემების „მაგისტრალის“ აგებას ინფორმაციის უფრო ეფექტური და შეუფერხებელი გადაცემით. ეს საკითხი წინასწარ დადასტურდა დედამიწის დაბალი ორბიტის ადრეულ კოსმოსურ ექსპერიმენტებში. შესაბამისი ადაპტაციური ზომების მიღებისა და ატმოსფერული ჩარევის დაძლევის შემდეგ, ლაზერული კომუნიკაციის სისტემის მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე ერთ დროს თითქმის 100-ჯერ მაღალი იყო, ვიდრე წინა კომუნიკაციის საშუალებების.