ღრმა სივრცეში ლაზერული კომუნიკაციის ჩანაწერი, რამდენი ადგილია ფანტაზიისთვის? ნაწილი პირველი

ცოტა ხნის წინ, US Spirit-ის ზონდმა დაასრულა ღრმა კოსმოსური ლაზერული კომუნიკაციის ტესტი სახმელეთო ობიექტებით 16 მილიონი კილომეტრის დაშორებით, დაამყარა ახალი კოსმოსური ოპტიკური კომუნიკაციის მანძილის რეკორდი. მაშ რა უპირატესობა აქვსლაზერული კომუნიკაცია? ტექნიკური პრინციპებიდან და მისიის მოთხოვნებიდან გამომდინარე, რა სირთულეების გადალახვა სჭირდება მას? როგორია მისი გამოყენების პერსპექტივა მომავალში ღრმა კოსმოსური კვლევის სფეროში?

ტექნოლოგიური მიღწევები, არ ეშინია გამოწვევების
ღრმა კოსმოსის კვლევა უკიდურესად რთული ამოცანაა კოსმოსური მკვლევარების მსვლელობისას, რომლებიც იკვლევენ სამყაროს. ზონდებს უნდა გადაკვეთონ შორეული ვარსკვლავთშორისი სივრცე, გადალახონ ექსტრემალური გარემო და მკაცრი პირობები, მოიპოვონ და გადასცენ ღირებული მონაცემები და საკომუნიკაციო ტექნოლოგია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს.

სქემატური დიაგრამაღრმა სივრცის ლაზერული კომუნიკაციაექსპერიმენტი Spirit-ის თანამგზავრის ზონდსა და სახმელეთო ობსერვატორიას შორის

13 ოქტომბერს, სულის ზონდი გაუშვა, დაიწყო საძიებო მოგზაურობა, რომელიც მინიმუმ რვა წელი გაგრძელდება. მისიის დასაწყისში იგი მუშაობდა ჰეილის ტელესკოპთან პალომარის ობსერვატორიაში, შეერთებულ შტატებში, რათა გამოეცადა ღრმა კოსმოსური ლაზერული საკომუნიკაციო ტექნოლოგია, ახლო ინფრაწითელი ლაზერული კოდირების გამოყენებით დედამიწაზე გუნდებთან მონაცემების კომუნიკაციისთვის. ამ მიზნით, დეტექტორმა და მისმა ლაზერულმა საკომუნიკაციო მოწყობილობამ უნდა გადალახოს მინიმუმ ოთხი სახის სირთულე. შესაბამისად, ყურადღებას იმსახურებს შორეული მანძილი, სიგნალის შესუსტება და ჩარევა, გამტარუნარიანობის შეზღუდვა და შეფერხება, ენერგიის შეზღუდვა და სითბოს გაფრქვევის პრობლემები. მკვლევარები დიდი ხანია ელოდნენ და ემზადებოდნენ ამ სირთულეებისთვის და გაარღვიეს საკვანძო ტექნოლოგიების სერია, რაც კარგი საფუძველი ჩაუყარა Spirit ზონდს ღრმა სივრცეში ლაზერული საკომუნიკაციო ექსპერიმენტების ჩასატარებლად.
უპირველეს ყოვლისა, Spirit დეტექტორი იყენებს მონაცემთა გადაცემის მაღალსიჩქარიან ტექნოლოგიას, შერჩეულ ლაზერის სხივს, როგორც გადაცემის საშუალებას, აღჭურვილიამაღალი სიმძლავრის ლაზერიგადამცემი, უპირატესობების გამოყენებითლაზერული გადაცემასიჩქარე და მაღალი სტაბილურობა, ცდილობს დაამყაროს ლაზერული საკომუნიკაციო კავშირები ღრმა კოსმოსურ გარემოში.
მეორეც, კომუნიკაციის საიმედოობისა და სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად, Spirit დეტექტორი იყენებს კოდირების ეფექტურ ტექნოლოგიას, რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს მონაცემთა გადაცემის უფრო მაღალ სიჩქარეს შეზღუდული გამტარუნარიანობის ფარგლებში მონაცემთა კოდირების ოპტიმიზაციის გზით. ამავდროულად, მას შეუძლია შეამციროს ბიტის შეცდომის სიხშირე და გააუმჯობესოს მონაცემთა გადაცემის სიზუსტე შეცდომის გამოსწორების კოდირების ტექნოლოგიის გამოყენებით.
მესამე, ინტელექტუალური დაგეგმვისა და კონტროლის ტექნოლოგიის დახმარებით, ზონდი ახორციელებს საკომუნიკაციო რესურსების ოპტიმალურ გამოყენებას. ტექნოლოგიას შეუძლია ავტომატურად დაარეგულიროს საკომუნიკაციო პროტოკოლები და გადაცემის სიხშირე ამოცანების მოთხოვნებისა და საკომუნიკაციო გარემოს ცვლილებების შესაბამისად, რაც უზრუნველყოფს კომუნიკაციის საუკეთესო შედეგებს შეზღუდული ენერგიის პირობებში.
დაბოლოს, სიგნალის მიღების შესაძლებლობის გაზრდის მიზნით, Spirit ზონდი იყენებს მრავალ სხივის მიღების ტექნოლოგიას. ეს ტექნოლოგია იყენებს მრავალ მიმღებ ანტენას მასივის შესაქმნელად, რომელსაც შეუძლია გააძლიეროს მიმღების მგრძნობელობა და სიგნალის სტაბილურობა და შემდეგ შეინარჩუნოს სტაბილური საკომუნიკაციო კავშირი კომპლექსურ ღრმა სივრცეში.

უპირატესობები აშკარაა, საიდუმლოში იმალება
გარე სამყაროსთვის ძნელი არ არის იმის დადგენა, რომლაზერულიარის Spirit-ის ზონდის ღრმა კოსმოსური კომუნიკაციის ტესტის ძირითადი ელემენტი, მაშ რა კონკრეტული უპირატესობები აქვს ლაზერს ღრმა კოსმოსური კომუნიკაციის მნიშვნელოვანი პროგრესის დასახმარებლად? რა არის საიდუმლო?
ერთის მხრივ, მასიური მონაცემების, მაღალი გარჩევადობის სურათებსა და ვიდეოებზე მზარდი მოთხოვნა ღრმა კოსმოსური საძიებო მისიებისთვის, აუცილებლად მოითხოვს მონაცემთა გადაცემის მაღალ სიჩქარეს ღრმა კოსმოსური კომუნიკაციებისთვის. კომუნიკაციის გადაცემის მანძილის პირობებში, რომელიც ხშირად „იწყება“ ათობით მილიონი კილომეტრით, რადიოტალღები თანდათან „უძლურია“.
მიუხედავად იმისა, რომ ლაზერული კომუნიკაცია შიფრავს ინფორმაციას ფოტონების შესახებ, რადიოტალღებთან შედარებით, ინფრაწითელ შუქის ტალღებს აქვს უფრო ვიწრო ტალღის სიგრძე და უფრო მაღალი სიხშირე, რაც შესაძლებელს ხდის სივრცითი მონაცემების "მაგისტრალის" აშენებას უფრო ეფექტური და გლუვი ინფორმაციის გადაცემით. ეს წერტილი წინასწარ დადასტურდა დედამიწის დაბალი ორბიტის კოსმოსური ექსპერიმენტების დროს. შესაბამისი ადაპტური ზომების მიღებისა და ატმოსფერული ჩარევის დაძლევის შემდეგ, ლაზერული საკომუნიკაციო სისტემის მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე ერთხელ თითქმის 100-ჯერ აღემატებოდა წინა საკომუნიკაციო საშუალებებს.