Gần đây, đầu dò tinh thần của Hoa Kỳ đã hoàn thành một bài kiểm tra truyền thông laser không gian sâu với các cơ sở mặt đất cách xa 16 triệu km, thiết lập một bản ghi khoảng cách truyền thông quang học mới. Vậy những lợi thế củaGiao tiếp laser? Dựa trên các nguyên tắc kỹ thuật và yêu cầu nhiệm vụ, những khó khăn nào cần phải vượt qua? Triển vọng của ứng dụng của nó trong lĩnh vực thăm dò không gian sâu trong tương lai là gì?
Những đột phá về công nghệ, không sợ thử thách
Thăm dò không gian sâu là một nhiệm vụ cực kỳ thách thức trong quá trình các nhà nghiên cứu không gian khám phá vũ trụ. Các thăm dò cần phải vượt qua không gian giữa các vì sao, vượt qua môi trường khắc nghiệt và điều kiện khắc nghiệt, thu thập và truyền dữ liệu có giá trị, và công nghệ truyền thông đóng một vai trò quan trọng.
Sơ đồ sơ đồ củaGiao tiếp laser không gian sâuThử nghiệm giữa đầu dò vệ tinh tinh thần và Đài quan sát mặt đất
Vào ngày 13 tháng 10, thăm dò Spirit đã ra mắt, bắt đầu một hành trình khám phá sẽ kéo dài ít nhất tám năm. Khi bắt đầu nhiệm vụ, nó đã làm việc với kính viễn vọng Hale tại Đài quan sát Palomar ở Hoa Kỳ để kiểm tra công nghệ truyền thông laser không gian sâu, sử dụng mã hóa laser gần hồng ngoại để truyền đạt dữ liệu với các nhóm trên trái đất. Để kết thúc này, máy dò và thiết bị truyền thông laser của nó cần phải khắc phục ít nhất bốn loại khó khăn. Tương ứng, khoảng cách xa, suy giảm tín hiệu và nhiễu, giới hạn băng thông và độ trễ, giới hạn năng lượng và các vấn đề tiêu tán nhiệt xứng đáng được chú ý. Các nhà nghiên cứu từ lâu đã dự đoán và chuẩn bị cho những khó khăn này, và đã vượt qua một loạt các công nghệ chính, đặt nền tảng tốt cho đầu dò tinh thần để thực hiện các thí nghiệm truyền thông laser không gian sâu.
Trước hết, máy dò tinh thần sử dụng công nghệ truyền dữ liệu tốc độ cao, chùm tia laser được chọn làm phương tiện truyền tải, được trang bịLaser công suất caomáy phát, sử dụng những lợi thế củaTruyền laserTỷ lệ và độ ổn định cao, cố gắng thiết lập các liên kết truyền thông laser trong môi trường không gian sâu.
Thứ hai, để cải thiện độ tin cậy và tính ổn định của giao tiếp, trình phát hiện tinh thần áp dụng công nghệ mã hóa hiệu quả, có thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu cao hơn trong băng thông hạn chế bằng cách tối ưu hóa mã hóa dữ liệu. Đồng thời, nó có thể giảm tỷ lệ lỗi bit và cải thiện độ chính xác của truyền dữ liệu bằng cách sử dụng công nghệ mã hóa sửa lỗi chuyển tiếp.
Thứ ba, với sự trợ giúp của công nghệ lập lịch và kiểm soát thông minh, đầu dò nhận ra việc sử dụng tối ưu các tài nguyên giao tiếp. Công nghệ có thể tự động điều chỉnh các giao thức truyền thông và tốc độ truyền theo những thay đổi trong yêu cầu nhiệm vụ và môi trường giao tiếp, do đó đảm bảo kết quả giao tiếp tốt nhất trong điều kiện năng lượng hạn chế.
Cuối cùng, để tăng cường khả năng thu tín hiệu, đầu dò tinh thần sử dụng công nghệ thu đa chùm. Công nghệ này sử dụng nhiều ăng -ten nhận để tạo thành một mảng, có thể tăng cường độ nhạy và độ ổn định của tín hiệu, sau đó duy trì kết nối giao tiếp ổn định trong môi trường không gian sâu phức tạp.
Những lợi thế là hiển nhiên, ẩn trong bí mật
Thế giới bên ngoài không khó để thấy rằnglaserLà yếu tố cốt lõi của bài kiểm tra giao tiếp không gian sâu của đầu dò tinh thần, vậy những lợi thế cụ thể nào mà laser phải giúp giúp tiến bộ đáng kể của giao tiếp không gian sâu? Bí ẩn là gì?
Một mặt, nhu cầu ngày càng tăng đối với dữ liệu lớn, hình ảnh và video độ phân giải cao cho các nhiệm vụ thăm dò không gian sâu chắc chắn sẽ yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu cao hơn cho truyền thông không gian sâu. Trước khoảng cách truyền tải giao tiếp thường là bắt đầu với hàng chục triệu km, sóng vô tuyến dần dần bất lực.
Mặc dù giao tiếp bằng laser mã hóa thông tin về các photon, so với sóng radio, sóng ánh sáng gần hồng ngoại có bước sóng hẹp hơn và tần số cao hơn, cho phép xây dựng một dữ liệu không gian trên đường cao tốc với việc truyền thông tin hiệu quả và thông tin hiệu quả hơn. Điểm này đã được xác minh sơ bộ trong các thí nghiệm không gian quỹ đạo Trái đất thấp sớm. Sau khi thực hiện các biện pháp thích ứng có liên quan và khắc phục nhiễu khí quyển, tốc độ truyền dữ liệu của hệ thống liên lạc laser đã từng cao hơn gần 100 lần so với phương tiện giao tiếp trước đó.
Thời gian đăng: Tháng 2-26-2024