Récemment, la sonde US Spirit a effectué un test de communication laser dans l'espace profond avec des installations de sol à 16 millions de kilomètres, établissant un nouveau dossier de distance de communication optique spatiale. Alors, quels sont les avantages decommunication laser? Sur la base des principes techniques et des exigences de la mission, quelles difficultés doit-elle surmonter? Quelle est la perspective de son application dans le domaine de l'exploration de l'espace foncier à l'avenir?
Percées technologiques, pas peur des défis
L'exploration de l'espace profond est une tâche extrêmement difficile au cours des chercheurs de l'espace explorant l'univers. Les sondes doivent traverser l'espace interstellaire distant, surmonter des environnements extrêmes et des conditions difficiles, acquérir et transmettre des données précieuses, et la technologie de la communication joue un rôle vital.
Diagramme schématiqueCommunication laser de l'espace profondExpérience entre la sonde satellite Spirit et l'Observatoire au sol
Le 13 octobre, la sonde Spirit a lancé, commençant un voyage d'exploration qui durera au moins huit ans. Au début de la mission, il a travaillé avec le télescope Hale à l'Observatoire Palomar aux États-Unis pour tester la technologie de communication laser en espace profond, en utilisant un codage laser proche infrarouge pour communiquer des données avec des équipes sur Terre. À cette fin, le détecteur et son équipement de communication laser doivent surmonter au moins quatre types de difficultés. Respectivement, la distance distante, l'atténuation du signal et l'interférence, la limitation de la bande passante et le retard, la limitation de l'énergie et les problèmes de dissipation de la chaleur méritent l'attention. Les chercheurs ont longtemps anticipé et préparé à ces difficultés, et ont percuté une série de technologies clés, jetant une bonne base pour que la sonde Spirit effectue des expériences de communication laser de l'espace profond.
Tout d'abord, le détecteur d'esprit utilise une technologie de transmission de données à grande vitesse, le faisceau laser sélectionné comme support de transmission, équipé d'unlaser haute puissanceémetteur, en utilisant les avantages detransmission laserTaux et stabilité élevée, essayant d'établir des liens de communication laser dans l'environnement de l'espace profond.
Deuxièmement, afin d'améliorer la fiabilité et la stabilité de la communication, le détecteur d'esprit adopte une technologie de codage efficace, qui peut atteindre un taux de transmission de données plus élevé dans la bande passante limitée en optimisant le codage des données. Dans le même temps, il peut réduire le taux d'erreur bit et améliorer la précision de la transmission des données en utilisant la technologie du codage de correction d'erreur à terme.
Troisièmement, avec l'aide d'une technologie de planification et de contrôle intelligente, la sonde réalise l'utilisation optimale des ressources de communication. La technologie peut ajuster automatiquement les protocoles de communication et les taux de transmission en fonction des modifications des exigences des tâches et de l'environnement de communication, garantissant ainsi les meilleurs résultats de communication dans des conditions énergétiques limitées.
Enfin, afin d'améliorer la capacité de réception du signal, la sonde Spirit utilise une technologie de réception multi-faisceau. Cette technologie utilise plusieurs antennes de réception pour former un tableau, ce qui peut améliorer la sensibilité et la stabilité de la réception du signal, puis maintenir une connexion de communication stable dans l'environnement complexe de l'espace profond.
Les avantages sont évidents, cachés dans le secret
Le monde extérieur n'est pas difficile à constater que lelaserL'élément central du test de communication de l'espace profond de la sonde Spirit, alors quels avantages spécifiques le laser a-t-il pour aider le progrès significatif de la communication de l'espace profond? Quel est le mystère?
D'une part, la demande croissante de données massives, d'images et de vidéos à haute résolution pour les missions d'exploration de l'espace profond ne nécessitera pas de taux de transmission de données plus élevés pour les communications de l'espace profond. Face à la distance de transmission de communication qui «commence» souvent avec des dizaines de millions de kilomètres, les ondes radio sont progressivement «impuissantes».
Alors que la communication laser code des informations sur les photons, par rapport aux ondes radio, les ondes lumineuses presque infrarouges ont une longueur d'onde plus étroite et une fréquence plus élevée, ce qui permet de construire une «autoroute» spatiale avec une transmission d'informations plus efficace et fluide. Ce point a été vérifié préliminairement dans les premières expériences d'espace d'orbite à terre basse. Après avoir pris des mesures adaptatives pertinentes et surmonté les interférences atmosphériques, le taux de transmission des données du système de communication laser était autrefois presque 100 fois supérieur à celui de la communication précédente.
Heure du poste: février-26-2024