Преимущества очевидны, скрыты в секрете
С другой стороны, лазерная технология связи более приспособлена к условиям дальнего космоса. В условиях дальнего космоса зонду приходится иметь дело с вездесущими космическими лучами, а также преодолевать небесный мусор, пыль и другие препятствия в сложном путешествии через пояс астероидов, большие планетарные кольца и т. д. Радиосигналы более восприимчивы к помехам.
Суть лазера — это фотонный луч, излучаемый возбужденными атомами, в котором фотоны обладают высокостабильными оптическими свойствами, хорошей направленностью и очевидными энергетическими преимуществами. С присущими ему преимуществами,лазерымогут лучше адаптироваться к сложным условиям дальнего космоса и строить более стабильные и надежные каналы связи.
Однако, еслилазерная связьхочет получить желаемый эффект, он должен хорошо поработать над точным выравниванием. В случае со спутниковым зондом Spirit ключевую роль сыграла система наведения, навигации и управления его главного бортового компьютера, так называемая «система наведения, захвата и отслеживания», чтобы гарантировать, что лазерный коммуникационный терминал и устройство связи команды Земли всегда поддерживают точное выравнивание, обеспечивают стабильную связь, а также эффективно снижают частоту ошибок связи, повышают 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. Одним из преимуществ лазерной связи является то, что она имеет высокую эффективность использования энергии, что позволяет экономить больше энергии, чем традиционная радиосвязь, уменьшать нагрузкудетекторы 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 имеет лучшую производительность в реальном времени. Это очень важно для исследования дальнего космоса, помогая ученым вовремя получать данные и проводить аналитические исследования. Однако по мере увеличения расстояния связи явление задержки постепенно станет очевидным, и преимущество лазерной связи в реальном времени необходимо проверить.
Заглядывая в будущее, мы видим, что возможно большее
В настоящее время исследования дальнего космоса и работа в области связи сталкиваются со многими трудностями, но с непрерывным развитием науки и техники ожидается, что в будущем будут использоваться различные меры для решения этой проблемы.
Например, для преодоления трудностей, вызванных большой дальностью связи, будущий зонд для исследования дальнего космоса может представлять собой комбинацию высокочастотной связи и лазерной технологии связи. Высокочастотное коммуникационное оборудование может обеспечить более высокую мощность сигнала и улучшить стабильность связи, в то время как лазерная связь имеет более высокую скорость передачи и более низкую частоту ошибок, и следует ожидать, что сильные и сильные могут объединить усилия для обеспечения более дальних и эффективных результатов связи.
Рисунок 1. Ранний тест лазерной связи на низкой околоземной орбите
Что касается деталей лазерной коммуникационной технологии, то для улучшения использования полосы пропускания и снижения задержки ожидается, что зонды дальнего космоса будут использовать более продвинутую интеллектуальную технологию кодирования и сжатия. Проще говоря, в соответствии с изменениями в среде связи лазерное коммуникационное оборудование будущего зонда дальнего космоса будет автоматически регулировать режим кодирования и алгоритм сжатия и стремиться к достижению наилучшего эффекта передачи данных, улучшению скорости передачи и снижению степени задержки.
Чтобы преодолеть энергетические ограничения в миссиях по исследованию дальнего космоса и решить проблемы рассеивания тепла, зонд неизбежно будет применять маломощные технологии и зеленые коммуникационные технологии в будущем, что не только снизит энергопотребление системы связи, но и обеспечит эффективное управление теплом и рассеивание тепла. Нет сомнений, что с практическим применением и популяризацией этих технологий ожидается, что лазерная коммуникационная система дальних космических зондов будет работать более стабильно, а выносливость будет значительно улучшена.
С постоянным развитием технологий искусственного интеллекта и автоматизации ожидается, что зонды дальнего космоса будут выполнять задачи более автономно и эффективно в будущем. Например, с помощью предустановленных правил и алгоритмов детектор может реализовать автоматическую обработку данных и интеллектуальное управление передачей, избегать «блокировки» информации и повышать эффективность связи. В то же время технологии искусственного интеллекта и автоматизации также помогут исследователям сократить эксплуатационные ошибки и повысить точность и надежность миссий по обнаружению, а также выиграют системы лазерной связи.
В конце концов, лазерная связь не всесильна, и будущие миссии по исследованию дальнего космоса могут постепенно реализовать интеграцию разнообразных средств связи. Благодаря комплексному использованию различных технологий связи, таких как радиосвязь, лазерная связь, инфракрасная связь и т. д., детектор может воспроизводить наилучший эффект связи в многолучевом, многочастотном диапазоне и повышать надежность и стабильность связи. В то же время интеграция разнообразных средств связи помогает достичь многозадачной совместной работы, улучшить комплексную производительность детекторов, а затем продвигать больше типов и количества детекторов для выполнения более сложных задач в дальнем космосе.
Время публикации: 27 февр. 2024 г.