De voordelen liggen voor de hand, verborgen in het geheim
Aan de andere kant is lasercommunicatietechnologie beter aanpasbaar aan de diepe ruimteomgeving. In de diepe ruimteomgeving heeft de sonde te maken met alomtegenwoordige kosmische straling, maar ook om hemels puin, stof en andere obstakels te overwinnen tijdens de moeilijke reis door de asteroïdengordel, grote planeetringen, enzovoort, zijn radiosignalen gevoeliger voor interferentie.
De essentie van laser is een fotonenbundel die wordt uitgestraald door aangeslagen atomen, waarbij de fotonen zeer consistente optische eigenschappen, goede gerichtheid en duidelijke energievoordelen hebben. Met zijn inherente voordelen,laserskunnen zich beter aanpassen aan de complexe diepe ruimteomgeving en stabielere en betrouwbaardere communicatieverbindingen opbouwen.
Echter, alslasercommunicatiehet gewenste effect wil bereiken, moet het goed werk verrichten door nauwkeurig uit te lijnen. In het geval van de Spirit-satellietsonde speelde het geleidings-, navigatie- en controlesysteem van de meester van de vluchtcomputer een sleutelrol, het zogenaamde “aanwijs-, acquisitie- en volgsysteem” om ervoor te zorgen dat de lasercommunicatieterminal en de verbinding van het Earth-team apparaat handhaaft altijd een nauwkeurige uitlijning, zorgt voor stabiele communicatie, maar vermindert ook effectief het aantal communicatiefouten en verbetert de nauwkeurigheid van de gegevensoverdracht.
Bovendien kan deze nauwkeurige uitlijning ervoor zorgen dat de zonnevleugels zoveel mogelijk zonlicht absorberen, waardoor er overvloedige energie ontstaatlasercommunicatieapparatuur.
Natuurlijk mag geen enkele hoeveelheid energie efficiënt worden gebruikt. Een van de voordelen van lasercommunicatie is dat het een hoge energiegebruiksefficiëntie heeft, waardoor meer energie kan worden bespaard dan bij traditionele radiocommunicatie en de last vandetectoren voor diepe ruimteonder beperkte energievoorzieningsomstandigheden, en breid vervolgens het vliegbereik en de werktijd van dedetectorenen meer wetenschappelijke resultaten oogsten.
Bovendien heeft lasercommunicatie, vergeleken met traditionele radiocommunicatie, theoretisch betere realtime prestaties. Dit is erg belangrijk voor verkenning van de diepe ruimte, omdat het wetenschappers helpt tijdig gegevens te verkrijgen en analytische onderzoeken uit te voeren. Naarmate de communicatieafstand echter groter wordt, zal het vertragingsfenomeen geleidelijk duidelijk worden en moet het real-time voordeel van lasercommunicatie worden getest.
Kijkend naar de toekomst is er meer mogelijk
Momenteel worden de verkennings- en communicatiewerkzaamheden in de ruimte geconfronteerd met vele uitdagingen, maar met de voortdurende ontwikkeling van wetenschap en technologie wordt verwacht dat de toekomst een verscheidenheid aan maatregelen zal gebruiken om het probleem op te lossen.
Om bijvoorbeeld de moeilijkheden te overwinnen die worden veroorzaakt door de verre communicatieafstand, kan de toekomstige diepe ruimtesonde een combinatie zijn van hoogfrequente communicatie en lasercommunicatietechnologie. Hoogfrequente communicatieapparatuur kan een hogere signaalsterkte bieden en de communicatiestabiliteit verbeteren, terwijl lasercommunicatie een hogere transmissiesnelheid en een lager foutenpercentage heeft, en verwacht mag worden dat de sterken en sterken hun krachten kunnen bundelen om langere afstanden en efficiëntere communicatieresultaten bij te dragen. .
Figuur 1. Vroege lasercommunicatietest in een lage baan om de aarde
Specifiek voor de details van lasercommunicatietechnologie: om het bandbreedtegebruik te verbeteren en de latentie te verminderen, wordt van deep space-sondes verwacht dat ze geavanceerdere intelligente coderings- en compressietechnologie gebruiken. Simpel gezegd, afhankelijk van de veranderingen in de communicatieomgeving, zal de lasercommunicatieapparatuur van de toekomstige deep space-sonde automatisch de coderingsmodus en het compressie-algoritme aanpassen en ernaar streven het beste datatransmissie-effect te bereiken, de transmissiesnelheid te verbeteren en de vertraging te verlichten. rang.
Om de energiebeperkingen bij verkenningsmissies in de ruimte te overwinnen en de behoefte aan warmteafvoer op te lossen, zal de sonde in de toekomst onvermijdelijk energiezuinige technologie en groene communicatietechnologie toepassen, die niet alleen het energieverbruik van het communicatiesysteem zal verminderen, maar ook bereik ook een efficiënt warmtebeheer en warmteafvoer. Er bestaat geen twijfel dat met de praktische toepassing en popularisering van deze technologieën het lasercommunicatiesysteem van ruimtesondes naar verwachting stabieler zal werken en het uithoudingsvermogen aanzienlijk zal worden verbeterd.
Met de voortdurende vooruitgang van kunstmatige intelligentie en automatiseringstechnologie wordt verwacht dat deep space-sondes in de toekomst taken autonomer en efficiënter zullen uitvoeren. Via vooraf ingestelde regels en algoritmen kan de detector bijvoorbeeld automatische gegevensverwerking en intelligente transmissiecontrole realiseren, 'blokkering' van informatie vermijden en de communicatie-efficiëntie verbeteren. Tegelijkertijd zullen kunstmatige intelligentie en automatiseringstechnologie onderzoekers ook helpen operationele fouten te verminderen en de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van detectiemissies te verbeteren, en lasercommunicatiesystemen zullen er ook van profiteren.
Lasercommunicatie is immers niet almachtig, en toekomstige verkenningsmissies in de ruimte kunnen geleidelijk de integratie van gediversifieerde communicatiemiddelen realiseren. Door het uitgebreide gebruik van verschillende communicatietechnologieën, zoals radiocommunicatie, lasercommunicatie, infraroodcommunicatie, enz., kan de detector het beste communicatie-effect spelen in multi-path, multi-frequentieband en de betrouwbaarheid en stabiliteit van de communicatie verbeteren. Tegelijkertijd helpt de integratie van gediversifieerde communicatiemiddelen om samenwerking tussen meerdere taken te realiseren, de uitgebreide prestaties van detectoren te verbeteren en vervolgens meer typen en aantallen detectoren te bevorderen om complexere taken in de diepe ruimte uit te voeren.
Posttijd: 27 februari 2024