Rekord von Deep Space Laser Communication, wie viel Raum für Vorstellungskraft? Teil 1

Vor kurzem hat die US -Spirit -Sonde einen Deep Space Laser -Kommunikationstest mit Bodeneinrichtungen in 16 Millionen Kilometern entfernt, wodurch ein neuer optischer Kommunikationsdistanzaufzeichnung festgelegt wurde. Also, was sind die Vorteile vonLaserkommunikation? Welche Schwierigkeiten müssen sie auf der Grundlage technischer Prinzipien und Missionsanforderungen überwinden? Was ist die Aussicht auf seine Anwendung im Bereich Deep Space Exploration in der Zukunft?

Technologische Durchbrüche, keine Angst vor Herausforderungen
Deep Space Exploration ist eine äußerst herausfordernde Aufgabe im Verlauf von Weltraumforschern, die das Universum erforschen. Die Sonden müssen den entfernten interstellaren Raum überschreiten, extreme Umgebungen und harte Bedingungen überwinden, wertvolle Daten erwerben und übertragen, und die Kommunikationstechnologie spielt eine wichtige Rolle.

Schematisches Diagramm vonDeep Space Laser -KommunikationExperiment zwischen der Spirit -Satellitensonde und dem Bodenobservatorium

Am 13. Oktober startete die Spirit -Sonde und begann eine Erkundungsreise, die mindestens acht Jahre dauern wird. Zu Beginn der Mission arbeitete es mit dem Hale Telescope im Palomar Observatory in den USA zusammen, um die Tiefenlaser-Kommunikationstechnologie zu testen, wobei die Laser-Codierung von nahezu infrarotischem Laser verwendet wurde, um Daten mit Teams auf der Erde zu kommunizieren. Zu diesem Zweck müssen der Detektor und seine Laserkommunikationsgeräte mindestens vier Arten von Schwierigkeiten überwinden. Jeweils der entfernte Abstand, Signalschwächung und -Interferenz, Bandbreitenbeschränkung und -verzögerung, Energiebeschränkung und Wärmeissipationsprobleme verdienen Aufmerksamkeit. Die Forscher haben sich lange erwartet und auf diese Schwierigkeiten vorbereitet und eine Reihe von Schlüsseltechnologien durchgebrochen, um eine gute Grundlage für die Spirit -Sonde zu schaffen, um Experimente der Laserkommunikation von Deep Space durchzuführen.
Zunächst verwendet der Spirit Detector die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungstechnologie und den ausgewählten Laserstrahl als Übertragungsmedium, das mit einem ausgestattet istHochleistungslaserSender unter Verwendung der Vorteile vonLaserübertragungRate und hohe Stabilität, versuchen, Laserkommunikationsverbindungen in der Umgebung von Deep Space herzustellen.
Um die Zuverlässigkeit und Stabilität der Kommunikation zu verbessern, nimmt der Spirit Detector eine effiziente Codierungstechnologie an, die durch Optimierung der Datencodierung eine höhere Datenübertragungsrate innerhalb der begrenzten Bandbreite erzielen kann. Gleichzeitig kann es die Bitfehlerrate verringern und die Genauigkeit der Datenübertragung verbessern, indem die Technologie der Forward -Fehlerkorrekturcodierung verwendet wird.
Drittens erkennt die Sonde mit Hilfe der intelligenten Planungs- und Steuerungstechnologie die optimale Nutzung von Kommunikationsressourcen. Die Technologie kann die Kommunikationsprotokolle und Übertragungsraten automatisch an die Änderungen der Aufgabenanforderungen und des Kommunikationsumfelds anpassen und so die besten Kommunikationsergebnisse unter begrenzten Energiebedingungen sicherstellen.
Um die Signalempfangsfähigkeit zu verbessern, verwendet die Spirit-Sonde die Multi-Strahl-Empfangstechnologie. Diese Technologie verwendet mehrere Empfangsantennen, um ein Array zu bilden, das die Empfindlichkeit und Stabilität des Signals verbessern und anschließend eine stabile Kommunikationsverbindung in der komplexen Umgebung von Deep Space aufrechterhalten kann.

Die Vorteile sind offensichtlich, versteckt im Geheimnis versteckt
Die Außenwelt ist nicht schwer zu finden, dass dieLaserIst das Kernelement des Deep Space -Kommunikationstests der Spirit -Sonde? Welche spezifischen Vorteile haben der Laser also, um den signifikanten Fortschritt der Deep Space -Kommunikation zu verbessern? Was ist das Rätsel?
Einerseits ist die wachsende Nachfrage nach massiven Daten, hochauflösenden Bildern und Videos für Missionen von Deep Space Exploration verpflichtet, höhere Datenübertragungsraten für die Kommunikation von Deep Space zu erfordern. Angesichts der Kommunikationsübertragungsentfernung, die oft mit zehn Millionen Kilometern „beginnt“, sind Radiowellen allmählich „machtlos“.
Während die Laserkommunikation im Vergleich zu Funkwellen Informationen zu Photonen codiert, weisen die Leichtwellen in der Nähe von Infrarotwellen eine engere Wellenlänge und eine höhere Frequenz auf, sodass es eine räumliche Daten „Autobahn“ mit effizienterem und reibungsloserem Informationsübertragung erstellt. Dieser Punkt wurde vorläufig in den frühen Umlaufraumversuche mit niedrigem Erde überprüft. Nachdem die Datenübertragungsrate des Laserkommunikationssystems einst 100 -mal höher war als die der vorherigen Kommunikationsmittel, war die Datenübertragungsrate des Laserkommunikationskontrollsystems einst 100 -mal höher.