Խորը տիեզերքում լազերային կապի արձանագրություն, որքա՞ն տեղ կա երևակայության համար։ Մաս առաջին

Վերջերս ԱՄՆ Spirit զոնդը ավարտեց խորը տիեզերական լազերային կապի փորձարկումը 16 միլիոն կիլոմետր հեռավորության վրա գտնվող ցամաքային կառույցների հետ՝ սահմանելով տիեզերական օպտիկական կապի հեռավորության նոր ռեկորդ։ Այսպիսով, որո՞նք են առավելությունները։լազերային կապՏեխնիկական սկզբունքների և առաքելության պահանջների հիման վրա, ի՞նչ դժվարություններ պետք է այն հաղթահարի: Ի՞նչ հեռանկարներ ունի այն ապագայում խորը տիեզերքի ուսումնասիրության ոլորտում կիրառելու համար:

Տեխնոլոգիական առաջընթաց, չվախենալով մարտահրավերներից
Խորը տիեզերքի ուսումնասիրությունը չափազանց մարտահրավերային խնդիր է տիեզերքի հետազոտողների համար։ Զոնդերը պետք է հատեն հեռավոր միջաստղային տարածություն, հաղթահարեն ծայրահեղ միջավայրեր և կոշտ պայմաններ, ձեռք բերեն և փոխանցեն արժեքավոր տվյալներ, և կապի տեխնոլոգիաները կարևոր դեր են խաղում։

Սխեմատիկ դիագրամխորը տիեզերական լազերային կապփորձ Spirit արբանյակային զոնդի և գետնային աստղադիտարանի միջև

Հոկտեմբերի 13-ին մեկնարկեց Spirit զոնդը՝ սկսելով առնվազն ութ տարի տևողությամբ ուսումնասիրության ճանապարհորդություն: Առաքելության սկզբում այն ​​համագործակցում էր ԱՄՆ-ի Պալոմարի աստղադիտարանի Հեյլ աստղադիտակի հետ՝ խորը տիեզերական լազերային կապի տեխնոլոգիան փորձարկելու համար՝ օգտագործելով մոտ ինֆրակարմիր լազերային կոդավորում՝ Երկրի վրա գտնվող թիմերի հետ տվյալներ փոխանցելու համար: Այդ նպատակով դետեկտորը և դրա լազերային կապի սարքավորումները պետք է հաղթահարեն առնվազն չորս տեսակի դժվարություններ: Համապատասխանաբար, ուշադրության են արժանի հեռավորությունը, ազդանշանի թուլացումը և միջամտությունը, թողունակության սահմանափակումը և ուշացումը, էներգիայի սահմանափակումը և ջերմության ցրման խնդիրները: Հետազոտողները վաղուց են կանխատեսել և պատրաստվել այս դժվարություններին և բացահայտել են մի շարք հիմնական տեխնոլոգիաներ՝ լավ հիմք դնելով Spirit զոնդի համար՝ խորը տիեզերական լազերային կապի փորձեր իրականացնելու համար:
Նախևառաջ, Spirit դետեկտորը օգտագործում է բարձր արագությամբ տվյալների փոխանցման տեխնոլոգիա, ընտրված լազերային ճառագայթը որպես փոխանցման միջոց, հագեցած է a-ովբարձր հզորության լազերփոխանցիչ, օգտագործելով առավելություններըլազերային փոխանցումարագություն և բարձր կայունություն՝ փորձելով հաստատել լազերային կապի կապեր խորը տիեզերական միջավայրում։
Երկրորդ, կապի հուսալիությունն ու կայունությունը բարելավելու համար, Spirit դետեկտորը կիրառում է արդյունավետ կոդավորման տեխնոլոգիա, որը կարող է հասնել ավելի բարձր տվյալների փոխանցման արագության սահմանափակ թողունակության շրջանակներում՝ օպտիմալացնելով տվյալների կոդավորումը: Միևնույն ժամանակ, այն կարող է նվազեցնել բիթային սխալի արագությունը և բարելավել տվյալների փոխանցման ճշգրտությունը՝ օգտագործելով ուղիղ սխալի ուղղման կոդավորման տեխնոլոգիան:
Երրորդ, ինտելեկտուալ ժամանակացույցի և կառավարման տեխնոլոգիայի օգնությամբ, զոնդը իրականացնում է կապի ռեսուրսների օպտիմալ օգտագործում: Տեխնոլոգիան կարող է ավտոմատ կերպով կարգավորել կապի արձանագրությունները և փոխանցման արագությունները՝ համաձայն առաջադրանքի պահանջների և կապի միջավայրի փոփոխությունների, այդպիսով ապահովելով լավագույն կապի արդյունքները սահմանափակ էներգիայի պայմաններում:
Վերջապես, ազդանշանի ընդունման կարողությունը բարելավելու համար Spirit զոնդը օգտագործում է բազմաճառագայթային ընդունման տեխնոլոգիա: Այս տեխնոլոգիան օգտագործում է բազմաթիվ ընդունող անտենաներ՝ զանգված ձևավորելու համար, որը կարող է բարձրացնել ազդանշանի ընդունման զգայունությունը և կայունությունը, ապա պահպանել կայուն կապի կապ բարդ խորը տիեզերական միջավայրում:

Առավելությունները ակնհայտ են, թաքնված են գաղտնիքի մեջ
Արտաքին աշխարհում դժվար չէ հասկանալ, որլազերՍա Spirit զոնդի խորը տիեզերական կապի թեստի հիմնական տարրն է, ուստի ի՞նչ կոնկրետ առավելություններ ունի լազերը խորը տիեզերական կապի զգալի առաջընթացին նպաստելու համար։ Ո՞րն է գաղտնիքը։
Մի կողմից, խորը տիեզերքի ուսումնասիրության առաքելությունների համար մեծածավալ տվյալների, բարձր թույլտվությամբ պատկերների և տեսանյութերի նկատմամբ աճող պահանջարկը անխուսափելիորեն պահանջում է խորը տիեզերական կապի համար տվյալների փոխանցման ավելի բարձր արագություն: Կապի փոխանցման հեռավորության պայմաններում, որը հաճախ «սկսվում է» տասնյակ միլիոնավոր կիլոմետրերից, ռադիոալիքները աստիճանաբար «անզոր» են դառնում:
Մինչդեռ լազերային կապը կոդավորում է ֆոտոնների մասին տեղեկատվությունը, ռադիոալիքների համեմատ մոտ-ինֆրակարմիր լույսի ալիքներն ունեն ավելի նեղ ալիքի երկարություն և ավելի բարձր հաճախականություն, ինչը հնարավորություն է տալիս կառուցել տարածական տվյալների «մայրուղի»՝ ավելի արդյունավետ և սահուն տեղեկատվության փոխանցմամբ: Այս կետը նախապես հաստատվել է Երկրի ցածր ուղեծրի վաղ տիեզերական փորձերում: Համապատասխան ադապտիվ միջոցառումներ ձեռնարկելուց և մթնոլորտային խանգարումները հաղթահարելուց հետո, լազերային կապի համակարգի տվյալների փոխանցման արագությունը մի ժամանակ գրեթե 100 անգամ ավելի բարձր էր, քան նախորդ կապի միջոցներինը: