Преимущества очевидны, скрыты в секрете.
С другой стороны, лазерная технология связи более адаптируема к условиям дальнего космоса. В условиях дальнего космоса зонду приходится иметь дело с вездесущими космическими лучами, а также преодолевать космический мусор, пыль и другие препятствия на сложном пути через пояс астероидов, крупные планетарные кольца и т. д., в результате чего радиосигналы более подвержены помехам.
Суть лазера – это фотонный луч, излучаемый возбуждёнными атомами, в котором фотоны обладают высокостабильными оптическими свойствами, хорошей направленностью и очевидными энергетическими преимуществами. Благодаря своим неотъемлемым преимуществам,лазерысмогут лучше адаптироваться к сложным условиям дальнего космоса и выстраивать более стабильные и надежные каналы связи.
Однако, еслилазерная связьЧтобы добиться желаемого эффекта, необходимо обеспечить точную юстировку. В случае со спутниковым зондом Spirit ключевую роль сыграла система наведения, навигации и управления бортового компьютера, так называемая «система наведения, захвата и слежения», которая обеспечивала постоянное точное юстирование лазерного терминала связи и устройства связи наземной команды, обеспечивая стабильную связь, а также эффективно снижая уровень ошибок связи и повышая точность передачи данных.
Кроме того, такое точное выравнивание может помочь солнечным крыльям поглощать как можно больше солнечного света, обеспечивая обильное количество энергии длялазерное коммуникационное оборудование.
Конечно, никакое количество энергии не должно использоваться эффективно. Одно из преимуществ лазерной связи заключается в её высокой эффективности использования энергии, что позволяет экономить больше энергии, чем традиционная радиосвязь, снижая нагрузку надетекторы дальнего космосав условиях ограниченного энергоснабжения, а затем увеличить дальность полета и время работыдетекторы, и получить больше научных результатов.
Кроме того, по сравнению с традиционной радиосвязью, лазерная связь теоретически обладает более высокой производительностью в режиме реального времени. Это очень важно для исследования дальнего космоса, помогая учёным своевременно получать данные и проводить аналитические исследования. Однако по мере увеличения дальности связи эффект задержки постепенно становится очевидным, и преимущество лазерной связи в режиме реального времени необходимо проверить.
Заглядывая в будущее, мы видим, что возможно больше
В настоящее время исследования дальнего космоса и работа в области связи сталкиваются со многими проблемами, но с непрерывным развитием науки и техники ожидается, что в будущем для решения этих проблем будут использоваться самые разные меры.
Например, чтобы преодолеть трудности, связанные с большой дальностью связи, будущий зонд для исследования дальнего космоса может представлять собой комбинацию высокочастотной и лазерной связи. Высокочастотное оборудование связи может обеспечить более высокую мощность сигнала и улучшить стабильность связи, в то время как лазерная связь обеспечивает более высокую скорость передачи данных и меньший уровень ошибок, и следует ожидать, что эти два вида связи смогут объединить усилия для обеспечения более дальних и эффективных результатов связи.
Рисунок 1. Ранний тест лазерной связи на низкой околоземной орбите
Что касается особенностей технологии лазерной связи, ожидается, что для повышения эффективности использования полосы пропускания и сокращения задержек космические зонды будут использовать более совершенные интеллектуальные технологии кодирования и сжатия. Проще говоря, в соответствии с изменениями в среде связи лазерное оборудование связи будущего космического зонда будет автоматически корректировать режим кодирования и алгоритм сжатия, стремясь к достижению наилучшего качества передачи данных, повышению скорости передачи и снижению задержки.
Для преодоления энергетических ограничений в миссиях по исследованию дальнего космоса и решения проблемы рассеивания тепла, в будущем зонд неизбежно будет использовать энергосберегающие технологии и экологичные технологии связи, которые не только снизят энергопотребление системы связи, но и обеспечат эффективное управление тепловыделением и рассеивание тепла. Несомненно, практическое применение и популяризация этих технологий приведут к повышению стабильности работы лазерной системы связи зондов дальнего космоса, а также к значительному увеличению срока службы.
Благодаря постоянному развитию технологий искусственного интеллекта и автоматизации ожидается, что в будущем зонды для исследования дальнего космоса будут выполнять задачи более автономно и эффективно. Например, благодаря заданным правилам и алгоритмам детектор сможет осуществлять автоматическую обработку данных и интеллектуальное управление передачей, избегать «блокировки» информации и повышать эффективность связи. Кроме того, технологии искусственного интеллекта и автоматизации помогут исследователям снизить количество ошибок в работе и повысить точность и надежность задач обнаружения, что также положительно скажется на лазерных системах связи.
В конце концов, лазерная связь не всесильна, и будущие миссии по исследованию дальнего космоса могут постепенно интегрировать разнообразные средства связи. Благодаря комплексному использованию различных коммуникационных технологий, таких как радиосвязь, лазерная связь, инфракрасная связь и т. д., детектор может обеспечить наилучший коммуникационный эффект в многолучевом многочастотном диапазоне, а также повысить надежность и стабильность связи. В то же время, интеграция разнообразных средств связи способствует многозадачной совместной работе, улучшает комплексную производительность детекторов, а затем способствует использованию большего количества типов и типов детекторов для выполнения более сложных задач в дальнем космосе.
Время публикации: 27 февраля 2024 г.