Recentemente, a investigação dos EUA completou um teste de comunicação a laser de espaço profundo com instalações terrestres a 16 milhões de quilômetros de distância, estabelecendo um novo registro de distância de comunicação óptica espacial. Então, quais são as vantagens deComunicação a laser? Com base em princípios técnicos e requisitos de missão, que dificuldades ele precisa superar? Qual é a perspectiva de sua aplicação no campo da exploração do espaço profundo no futuro?
Avanços tecnológicos, sem medo de desafios
A exploração espacial profunda é uma tarefa extremamente desafiadora no curso dos pesquisadores espaciais que exploram o universo. As sondas precisam atravessar o espaço interestelar distante, superar ambientes extremos e condições adversas, adquirir e transmitir dados valiosos, e a tecnologia de comunicação desempenha um papel vital.
Diagrama esquemático deComunicação a laser de espaço profundoexperimento entre a sonda de satélite espiritual e o observatório de solo
Em 13 de outubro, a investigação da Spirit foi lançada, iniciando uma jornada de exploração que durará pelo menos oito anos. No início da missão, trabalhou com o telescópio Hale no Observatório Palomar nos Estados Unidos para testar a tecnologia de comunicação a laser em espaço profundo, usando a codificação a laser de infravermelho próximo para comunicar dados com equipes na Terra. Para esse fim, o detector e seu equipamento de comunicação a laser precisam superar pelo menos quatro tipos de dificuldades. Respectivamente, a distância distante, a atenuação e a interferência do sinal, a limitação e o atraso da largura de banda, os problemas de limitação de energia e dissipação de calor merecem atenção. Os pesquisadores há muito tempo antecipam e prepararam essas dificuldades e romperam uma série de tecnologias -chave, estabelecendo uma boa base para a investigação espiritual realizar experimentos de comunicação a laser de espaço profundo.
Primeiro de tudo, o detector de espírito usa tecnologia de transmissão de dados de alta velocidade, feixe de laser selecionado como meio de transmissão, equipado com umlaser de alta potênciatransmissor, usando as vantagens detransmissão a lasertaxa e alta estabilidade, tentando estabelecer links de comunicação a laser no ambiente do espaço profundo.
Em segundo lugar, para melhorar a confiabilidade e a estabilidade da comunicação, o Spirit Detector adota uma tecnologia de codificação eficiente, que pode alcançar uma maior taxa de transmissão de dados dentro da largura de banda limitada, otimizando a codificação de dados. Ao mesmo tempo, pode reduzir a taxa de erro de bits e melhorar a precisão da transmissão de dados usando a tecnologia da codificação de correção de erro direto.
Em terceiro lugar, com a ajuda da tecnologia inteligente de programação e controle, a investigação percebe a utilização ideal dos recursos de comunicação. A tecnologia pode ajustar automaticamente protocolos de comunicação e taxas de transmissão de acordo com as mudanças nos requisitos de tarefas e no ambiente de comunicação, garantindo assim os melhores resultados de comunicação sob condições de energia limitadas.
Finalmente, para melhorar a capacidade de recepção do sinal, a sonda Spirit usa a tecnologia de recepção com vários feixes. Essa tecnologia usa várias antenas de recebimento para formar uma matriz, o que pode melhorar a sensibilidade e a estabilidade do sinal do sinal e, em seguida, manter uma conexão de comunicação estável no ambiente complexo do espaço profundo.
As vantagens são óbvias, escondidas no segredo
O mundo exterior não é difícil descobrir que olaserO elemento central do teste de comunicação espacial profundo da sonda espiritual é, então, que vantagens específicas o laser tem para ajudar o progresso significativo da comunicação espacial profunda? Qual é o mistério?
Por um lado, a crescente demanda por dados maciços, imagens de alta resolução e vídeos para missões de exploração espacial profunda deve exigir maiores taxas de transmissão de dados para comunicações espaciais profundos. Em face da distância de transmissão de comunicação que geralmente está "começando" com dezenas de milhões de quilômetros, as ondas de rádio são gradualmente "impotentes".
Enquanto a comunicação a laser codifica informações sobre fótons, em comparação com ondas de rádio, ondas leves no infravermelho próximo têm um comprimento de onda mais estreito e maior frequência, possibilitando a criação de uma “rodovia” espacial com transmissão de informações mais eficiente e suave. Este ponto foi verificado preliminarmente nos experimentos iniciais de espaço de órbita com pouca terra. Depois de tomar medidas adaptativas relevantes e superar a interferência atmosférica, a taxa de transmissão de dados do sistema de comunicação a laser foi quase 100 vezes maior que a dos meios de comunicação anterior.
Hora de postagem: 26-2024 de fevereiro