ღრმა კოსმოსური ლაზერული საკომუნიკაციო ჩანაწერი, რამდენი ადგილია წარმოსახვისთვის? პირველი ნაწილი

ახლახან, აშშ -ს სულისკვეთების გამოძიებამ დაასრულა ღრმა სივრცის ლაზერული კომუნიკაციის ტესტი, მიწის ნაკვეთებით 16 მილიონი კილომეტრით დაშორებით, რაც დაადგინა ახალი სივრცის ოპტიკური კომუნიკაციის დისტანციური ჩანაწერი. რა უპირატესობებიალაზერული კომუნიკაცია? ტექნიკური პრინციპებისა და მისიის მოთხოვნების საფუძველზე, რა სირთულეებს სჭირდება მისი გადალახვა? რა არის მისი გამოყენების პერსპექტივა მომავალში ღრმა სივრცის შესწავლის სფეროში?

ტექნოლოგიური მიღწევები, არ ეშინია გამოწვევების
ღრმა სივრცის შესწავლა უკიდურესად რთული ამოცანაა სივრცის მკვლევარების პროცესში, რომლებიც იკვლევენ სამყაროს. გამოძიებებმა უნდა გადალახონ შორეული ვარსკვლავთშორისი სივრცე, გადალახონ ექსტრემალური გარემო და მკაცრი პირობები, შეიძინონ და გადაიტანონ ღირებული მონაცემები, ხოლო საკომუნიკაციო ტექნოლოგია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს.

სქემატური დიაგრამაღრმა სივრცის ლაზერული კომუნიკაციაექსპერიმენტი Spirit Satellite ზონდისა და მიწის ობსერვატორიას შორის

13 ოქტომბერს, Spirit Probe– მა დაიწყო, დაიწყო საძიებო მოგზაურობის დაწყება, რომელიც გაგრძელდება მინიმუმ რვა წლის განმავლობაში. მისიის დასაწყისში იგი მუშაობდა ჰეილის ტელესკოპთან, შეერთებულ შტატებში Palomar ობსერვატორიაში, რათა შეამოწმოს ღრმა სივრცის ლაზერული საკომუნიკაციო ტექნოლოგია, ახლო ინფრაწითელი ლაზერული კოდირების გამოყენებით, დედამიწაზე გუნდებთან მონაცემების კომუნიკაციისთვის. ამისათვის დეტექტორმა და მისმა ლაზერულ საკომუნიკაციო მოწყობილობამ უნდა გადალახოს მინიმუმ ოთხი ტიპის სირთულე. შესაბამისად, შორეული მანძილი, სიგნალის შემცირება და ჩარევა, სიჩქარის შეზღუდვა და შეფერხება, ენერგიის შეზღუდვა და სითბოს გაფუჭების პრობლემები. მკვლევარებმა დიდი ხანია მოსალოდნელია და მომზადებული ამ სირთულეებისთვის და დაარღვიეს საკვანძო ტექნოლოგიების მთელი რიგი, რაც კარგი საფუძველი ჩაუყარა სულიერ გამოძიებას, რათა განახორციელონ ღრმა სივრცე ლაზერული კომუნიკაციის ექსპერიმენტები.
უპირველეს ყოვლისა, Spirit Detector იყენებს მაღალსიჩქარიანი მონაცემთა გადაცემის ტექნოლოგიას, შერჩეულ ლაზერულ სხივი, როგორც გადამცემი, რომელიც აღჭურვილია ამაღალი სიმძლავრის ლაზერიგადამცემი, უპირატესობების გამოყენებითლაზერული გადაცემაგანაკვეთი და მაღალი სტაბილურობა, ცდილობს ლაზერული საკომუნიკაციო კავშირების დამყარებას ღრმა კოსმოსურ გარემოში.
მეორეც, კომუნიკაციის საიმედოობისა და სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად, Spirit Detector იღებს ეფექტური კოდირების ტექნოლოგიას, რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს მონაცემთა გადაცემის უფრო მაღალ სიჩქარეს შეზღუდულ სიჩქარეს, მონაცემთა კოდირების ოპტიმიზაციით. ამავე დროს, მას შეუძლია შეამციროს ბიტის შეცდომის სიჩქარე და გააუმჯობესოს მონაცემთა გადაცემის სიზუსტე, შეცდომების კორექტირების კოდირების ტექნოლოგიის გამოყენებით.
მესამე, ინტელექტუალური დაგეგმვისა და კონტროლის ტექნოლოგიის დახმარებით, გამოძიება აცნობიერებს საკომუნიკაციო რესურსების ოპტიმალურ გამოყენებას. ტექნოლოგიას შეუძლია ავტომატურად შეცვალოს საკომუნიკაციო ოქმები და გადაცემის განაკვეთები დავალებების მოთხოვნების და საკომუნიკაციო გარემოს ცვლილებების შესაბამისად, ამრიგად, უზრუნველყოს კომუნიკაციის საუკეთესო შედეგები შეზღუდული ენერგიის პირობებში.
დაბოლოს, სიგნალის მიღების შესაძლებლობის გასაუმჯობესებლად, Spirit Probe იყენებს მრავალ სხივის მიღების ტექნოლოგიას. ეს ტექნოლოგია იყენებს მრავალჯერადი მიღების ანტენებს მასივის შესაქმნელად, რომელსაც შეუძლია გაზარდოს სიგნალის მიმღები მგრძნობელობა და სტაბილურობა, შემდეგ კი შეინარჩუნოს სტაბილური საკომუნიკაციო კავშირი რთულ ღრმა სივრცეში გარემოში.

უპირატესობები აშკარაა, საიდუმლოებით დამალულია
გარე სამყაროში ძნელი არ არის იმის გარკვევა, რომლაზერიარის თუ არა Spirit Probe– ის ღრმა კოსმოსური კომუნიკაციის ტესტის ძირითადი ელემენტი, ასე რომ, რა სპეციფიკური უპირატესობები აქვს ლაზერს, დაეხმაროს ღრმა კოსმოსური კომუნიკაციის მნიშვნელოვან პროგრესს? რა არის საიდუმლო?
ერთი მხრივ, მასიური მონაცემების, მაღალი რეზოლუციის სურათებისა და ვიდეოების მზარდი მოთხოვნა ღრმა კოსმოსური საძიებო მისიებისთვის ვალდებულია მოითხოვოს მონაცემთა გადაცემის უფრო მაღალი მაჩვენებლები ღრმა კოსმოსური კომუნიკაციებისთვის. კომუნიკაციის გადაცემის მანძილის ფონზე, რომელიც ხშირად "იწყება" ათობით მილიონი კილომეტრით, რადიო ტალღები თანდათანობით "უძლურია".
მიუხედავად იმისა, რომ ლაზერული კომუნიკაცია კოდირებს ინფორმაციას ფოტონებზე, რადიო ტალღებთან შედარებით, ახლო ინფრაწითელი შუქის ტალღებს აქვთ ვიწრო ტალღის სიგრძე და უფრო მაღალი სიხშირე, რაც შესაძლებელს გახდის სივრცითი მონაცემების „მაგისტრალის“ აშენებას უფრო ეფექტური და გლუვი ინფორმაციის გადაცემით. ეს წერტილი წინასწარ იქნა დადასტურებული ადრეული დაბალი დედამიწის ორბიტის კოსმოსური ექსპერიმენტებში. შესაბამისი ადაპტური ზომების მიღებისა და ატმოსფერული ჩარევის გადალახვის შემდეგ, ლაზერული საკომუნიკაციო სისტემის მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე თითქმის 100 -ჯერ მეტი იყო, ვიდრე წინა კომუნიკაციის საშუალებები.