Onlangs voltooide de US Spirit -sonde een Deep Space Laser Communication -test met grondfaciliteiten op 16 miljoen kilometer afstand, waardoor een nieuwe ruimte voor optische communicatie -afstandsafstand werd gevestigd. Dus wat zijn de voordelen vanlasercommunicatie? Welke moeilijkheden moet het overwinnen op basis van technische principes en missievereisten? Wat is het vooruitzicht van de toepassing ervan op het gebied van diepe ruimte -verkenning in de toekomst?
Technologische doorbraken, niet bang voor uitdagingen
Deep Space Exploration is een uiterst uitdagende taak in de loop van ruimteonderzoekers die het universum verkennen. Probes moeten verre interstellaire ruimte oversteken, extreme omgevingen en barre omstandigheden overwinnen, waardevolle gegevens verwerven en verzenden, en communicatietechnologie speelt een cruciale rol.
Schematisch diagram vanDiepe ruimtelasercommunicatieExperiment tussen de spirituele satellietsonde en het grondobservatorium
Op 13 oktober werd de Spirit -sonde gelanceerd en begon hij met een verkenningsreis die minstens acht jaar zal duren. Aan het begin van de missie werkte het met de Hale Telescope in het Palomar Observatory in de Verenigde Staten om de diepe space lasercommunicatietechnologie te testen, met behulp van bijna-infrarood lasercodering om gegevens te communiceren met teams op aarde. Daartoe moeten de detector en haar lasercommunicatieapparatuur ten minste vier soorten moeilijkheden overwinnen. Respectievelijk de verre afstand, signaalverzwakking en interferentie, bandbreedte beperking en vertraging, energiebeperking en warmtedissipatieproblemen verdienen aandacht. Onderzoekers hebben al lang verwacht en voorbereid op deze moeilijkheden en hebben een reeks belangrijke technologieën doorbroken, waardoor een goede basis is gelegd voor de Spirit -sonde om de diepe ruimte -lasercommunicatie -experimenten uit te voeren.
Allereerst maakt de Spirit Detector gebruik van high-speed gegevensoverdrachttechnologie, geselecteerde laserstraal als het transmissiemedium, uitgerust met eenkrachtige laserZender, met behulp van de voordelen vanlasertransmissieSnelheid en hoge stabiliteit, proberen lasercommunicatieverbindingen in de diepe ruimteomgeving tot stand te brengen.
Ten tweede, om de betrouwbaarheid en stabiliteit van communicatie te verbeteren, neemt de Spirit Detector een efficiënte coderingstechnologie aan, die een hogere gegevensoverdracht binnen de beperkte bandbreedte kan bereiken door de gegevenscodering te optimaliseren. Tegelijkertijd kan het het bitfoutpercentage verminderen en de nauwkeurigheid van gegevensoverdracht verbeteren door de technologie van voorwaartse foutcorrectiecodering te gebruiken.
Ten derde, met behulp van intelligente planning- en controletechnologie, realiseert de sonde zich het optimale gebruik van communicatiebronnen. De technologie kan automatisch communicatieprotocollen en transmissiesnelheden aanpassen volgens veranderingen in taakvereisten en communicatieomgeving, waardoor de beste communicatieresultaten worden gewaarborgd onder beperkte energievoorwaarden.
Ten slotte maakt de Spirit-sonde, om de signaalontvangstcapaciteit te verbeteren, gebruik van multi-bundel ontvangsttechnologie. Deze technologie maakt gebruik van meerdere ontvangende antennes om een array te vormen, die de ontvangende gevoeligheid en stabiliteit van het signaal kan verbeteren en vervolgens een stabiele communicatieverbinding in de complexe diepe ruimteomgeving kan onderhouden.
De voordelen zijn duidelijk, verborgen in het geheim
De buitenwereld is niet moeilijk om te ontdekken dat delaserIs het kernelement van de Deep Space Communication Test van de Spirit -sonde, dus welke specifieke voordelen heeft de laser om de aanzienlijke vooruitgang van de diepe ruimtecommunicatie te helpen? Wat is het mysterie?
Enerzijds is de groeiende vraag naar massale gegevens, afbeeldingen met hoge resolutie en video's voor diepe ruimte-exploratiemissies verplicht hogere gegevensoverdrachtspercentages voor de diepe ruimtecommunicatie. In het licht van de communicatietransmissieafstand die vaak wordt "begint" met tientallen miljoenen kilometers, zijn radiogolven geleidelijk "machteloos".
Terwijl lasercommunicatie codeert voor informatie over fotonen, vergeleken met radiogolven, hebben nabij-infrarood lichtgolven een smallere golflengte en hogere frequentie, waardoor het mogelijk is om een ruimtelijke gegevens "snelweg" te bouwen met efficiëntere en soepelle informatiebransmissie. Dit punt is voorlopig geverifieerd in de vroege experimenten met een lage aardbitruimte. Na het nemen van relevante adaptieve maatregelen en het overwinnen van atmosferische interferentie, was de gegevensoverdracht van het lasercommunicatiesysteem eenmaal bijna 100 keer hoger dan die van de vorige communicatiemiddelen.
Posttijd: 26-2024