De voordelen zijn duidelijk, verborgen in het geheim
Lasercommunicatietechnologie is daarentegen beter geschikt voor de diepe ruimte. In de diepe ruimte moet de sonde omgaan met alomtegenwoordige kosmische straling, maar ook met hemelschroot, stof en andere obstakels tijdens de moeizame reis door de asteroïdengordel, grote planeetringen, enzovoort. Radiosignalen zijn daardoor gevoeliger voor interferentie.
De essentie van laser is een fotonenbundel die wordt uitgestraald door geëxciteerde atomen, waarbij de fotonen zeer consistente optische eigenschappen, een goede richtingsgevoeligheid en duidelijke energievoordelen hebben. Met zijn inherente voordelen,laserszich beter kunnen aanpassen aan de complexe omgeving in de diepe ruimte en stabielere en betrouwbaardere communicatieverbindingen kunnen bouwen.
Echter, alslasercommunicatieOm het gewenste effect te bereiken, moet de uitlijning nauwkeurig zijn. In het geval van de Spirit-satellietsonde speelden het geleidings-, navigatie- en controlesysteem van de vluchtcomputer een sleutelrol, het zogenaamde "pointing, acquisition and tracking system". Dit systeem zorgde ervoor dat de lasercommunicatieterminal en het verbindingsapparaat van het Earth-team altijd nauwkeurig uitgelijnd bleven, stabiele communicatie werd gegarandeerd, maar ook de kans op communicatiefouten effectief werd verminderd en de nauwkeurigheid van de gegevensoverdracht werd verbeterd.
Bovendien kan deze nauwkeurige uitlijning de zonnevleugels helpen om zoveel mogelijk zonlicht te absorberen, waardoor er voldoende energie beschikbaar is voorlasercommunicatieapparatuur.
Natuurlijk mag geen enkele hoeveelheid energie efficiënt worden gebruikt. Een van de voordelen van lasercommunicatie is dat het een hoge energie-efficiëntie heeft, wat meer energie bespaart dan traditionele radiocommunicatie en de last vandetectoren voor de diepe ruimteonder beperkte energievoorzieningsomstandigheden, en verleng vervolgens het vliegbereik en de werktijd van dedetectorenen meer wetenschappelijke resultaten behalen.
Bovendien biedt lasercommunicatie theoretisch betere realtimeprestaties dan traditionele radiocommunicatie. Dit is erg belangrijk voor diepe ruimteverkenning, omdat het wetenschappers helpt om tijdig gegevens te verzamelen en analytische studies uit te voeren. Naarmate de communicatieafstand toeneemt, zal het vertragingsverschijnsel echter geleidelijk duidelijker worden en moeten de realtimevoordelen van lasercommunicatie verder worden getest.
Kijkend naar de toekomst is er meer mogelijk
Momenteel kampen de verkenning van de diepe ruimte en de communicatie met veel uitdagingen. Maar gezien de voortdurende ontwikkeling van wetenschap en technologie wordt verwacht dat er in de toekomst allerlei maatregelen worden genomen om dit probleem op te lossen.
Om bijvoorbeeld de moeilijkheden te overwinnen die worden veroorzaakt door de grote afstand tot de aarde, zou de toekomstige diepe ruimtesonde een combinatie kunnen zijn van hoogfrequente communicatie en lasercommunicatietechnologie. Hoogfrequente communicatieapparatuur kan een hogere signaalsterkte leveren en de communicatiestabiliteit verbeteren, terwijl lasercommunicatie een hogere transmissiesnelheid en een lagere foutmarge heeft. Verwacht mag worden dat de sterke en de sterke krachten kunnen bundelen om communicatie over grotere afstanden en efficiëntere resultaten te leveren.
Figuur 1. Vroege lasercommunicatietest in een lage baan om de aarde
Specifiek voor de details van lasercommunicatietechnologie wordt verwacht dat ruimtesondes geavanceerdere intelligente coderings- en compressietechnologie zullen gebruiken om de bandbreedte te verbeteren en de latentie te verminderen. Simpel gezegd, afhankelijk van de veranderingen in de communicatieomgeving zal de lasercommunicatieapparatuur van de toekomstige ruimtesonde automatisch de coderingsmodus en het compressiealgoritme aanpassen en streven naar het beste datatransmissie-effect, een hogere transmissiesnelheid en een kortere vertraging.
Om de energiebeperkingen bij ruimtevaartmissies te overwinnen en de warmteafvoerbehoeften te vervullen, zal de sonde in de toekomst onvermijdelijk gebruik maken van energiezuinige technologie en groene communicatietechnologie. Dit zal niet alleen het energieverbruik van het communicatiesysteem verminderen, maar ook zorgen voor efficiënt warmtebeheer en -afvoer. Het lijdt geen twijfel dat met de praktische toepassing en popularisering van deze technologieën het lasercommunicatiesysteem van ruimtesondes naar verwachting stabieler zal werken en de duurzaamheid aanzienlijk zal verbeteren.
Dankzij de voortdurende vooruitgang in kunstmatige intelligentie en automatiseringstechnologie wordt verwacht dat ruimtesondes in de toekomst taken autonomer en efficiënter zullen uitvoeren. Zo kan de detector, dankzij vooraf ingestelde regels en algoritmen, automatische gegevensverwerking en intelligente transmissiecontrole realiseren, informatieblokkering voorkomen en de communicatie-efficiëntie verbeteren. Tegelijkertijd zullen kunstmatige intelligentie en automatiseringstechnologie onderzoekers helpen operationele fouten te verminderen en de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van detectiemissies te verbeteren. Ook lasercommunicatiesystemen zullen hiervan profiteren.
Lasercommunicatie is immers niet almachtig en toekomstige missies in de diepe ruimte kunnen geleidelijk de integratie van diverse communicatiemiddelen realiseren. Door de uitgebreide inzet van diverse communicatietechnologieën, zoals radiocommunicatie, lasercommunicatie, infraroodcommunicatie, enz., kan de detector optimaal communiceren in multi-pad- en multi-frequentiebanden en de betrouwbaarheid en stabiliteit van de communicatie verbeteren. Tegelijkertijd draagt de integratie van diverse communicatiemiddelen bij aan samenwerking bij meerdere taken, verbetert de algehele prestatie van detectoren en bevordert het de ontwikkeling van meer typen en aantallen detectoren voor complexere taken in de diepe ruimte.
Plaatsingstijd: 27-02-2024