Edut ovat ilmeisiä, piilossa salaisuudessa
Toisaalta laserviestintätekniikka soveltuu paremmin syvän avaruuden ympäristöön. Syvän avaruuden ympäristössä luotaimen on käsiteltävä kaikkialla läsnä olevia kosmisia säteitä, mutta myös voitettava taivaankappaleita, pölyä ja muita esteitä vaikealla matkalla asteroidivyöhykkeen, suurten planeettojen renkaiden ja niin edelleen läpi, radiosignaalit ovat alttiimpia häiriöille.
Laserin ydin on virittyneiden atomien säteilemä fotonisäde, jossa fotoneilla on erittäin tasaiset optiset ominaisuudet, hyvä suuntaavuus ja ilmeiset energiaedut. Sen luontaisten etujen ansiostalaseritvoi sopeutua paremmin monimutkaiseen syvän avaruuden ympäristöön ja rakentaa vakaampia ja luotettavampia viestintäyhteyksiä.
Kuitenkin, joslaserkommunikaatioHalutun vaikutuksen saavuttamiseksi sen on suoriuduttava tarkasta kohdistuksesta. Spirit-satelliittiluotaimen tapauksessa sen lentotietokoneen päällikön ohjaus-, navigointi- ja ohjausjärjestelmällä, niin kutsutulla "osoitus-, hankinta- ja seurantajärjestelmällä", oli keskeinen rooli sen varmistamisessa, että laserviestintäpääte ja maatiimin yhteyslaite ylläpitävät aina tarkkaa kohdistusta, varmistavat vakaan viestinnän ja myös vähentävät tehokkaasti viestinnän virheprosenttia ja parantavat tiedonsiirron tarkkuutta.
Lisäksi tämä tarkka kohdistus voi auttaa aurinkosiipiä absorboimaan mahdollisimman paljon auringonvaloa, mikä tarjoaa runsaasti energiaalaserviestintälaitteet.
Tietenkään mitään energiamäärää ei tulisi käyttää tehokkaasti. Yksi laserviestinnän eduista on sen korkea energiankäyttötehokkuus, mikä voi säästää enemmän energiaa kuin perinteinen radioviestintä ja vähentää laitteiden kuormitusta.syvän avaruuden ilmaisimetrajoitetuissa energiansyötöolosuhteissa ja pidentää sitten lentomatkaa ja työaikaailmaisimetja kerätä enemmän tieteellisiä tuloksia.
Lisäksi laserviestinnällä on teoriassa perinteiseen radioviestintään verrattuna parempi reaaliaikainen suorituskyky. Tämä on erittäin tärkeää syvän avaruuden tutkimuksessa, sillä se auttaa tutkijoita hankkimaan tietoa ajoissa ja suorittamaan analyyttisiä tutkimuksia. Viestintäetäisyyden kasvaessa viiveilmiö tulee kuitenkin vähitellen ilmeiseksi, ja laserviestinnän reaaliaikaista etua on testattava.
Tulevaisuuteen katsoen enemmän on mahdollista
Tällä hetkellä syvän avaruuden tutkimus ja viestintätyö kohtaavat monia haasteita, mutta tieteen ja teknologian jatkuvan kehityksen myötä tulevaisuudessa odotetaan käytettävän erilaisia toimenpiteitä ongelman ratkaisemiseksi.
Esimerkiksi kaukaisen viestintäetäisyyden aiheuttamien vaikeuksien voittamiseksi tulevaisuuden syvän avaruuden luotain voi olla yhdistelmä korkeataajuista viestintää ja laserviestintätekniikkaa. Korkeataajuiset viestintälaitteet voivat tarjota suuremman signaalinvoimakkuuden ja parantaa viestinnän vakautta, kun taas laserviestinnällä on suurempi lähetysnopeus ja alhaisempi virheprosentti, ja on odotettavissa, että vahvat ja vahvat voivat yhdistää voimansa pidemmän etäisyyden ja tehokkaampien viestintätulosten saavuttamiseksi.
Kuva 1. Varhainen matalan Maan kiertoradan laserviestintätesti
Laserviestintätekniikan yksityiskohtien osalta syvän avaruuden luotainten odotetaan käyttävän kehittyneempää älykästä koodaus- ja pakkaustekniikkaa kaistanleveyden hyödyntämisen parantamiseksi ja viiveen vähentämiseksi. Yksinkertaisesti sanottuna tulevaisuuden syvän avaruuden luotaimen laserviestintälaitteet säätävät automaattisesti koodaustilaa ja pakkausalgoritmia viestintäympäristön muutosten mukaan ja pyrkivät saavuttamaan parhaan mahdollisen tiedonsiirtotehon, parantamaan lähetysnopeutta ja lieventämään viiveastetta.
Syvän avaruuden tutkimuslentojen energiarajoitusten voittamiseksi ja lämmönpoistotarpeiden ratkaisemiseksi luotain soveltaa tulevaisuudessa väistämättä vähän virtaa kuluttavaa teknologiaa ja vihreää viestintäteknologiaa, mikä paitsi vähentää viestintäjärjestelmän energiankulutusta, myös mahdollistaa tehokkaan lämmönhallinnan ja lämmönpoiston. Ei ole epäilystäkään siitä, että näiden teknologioiden käytännön soveltamisen ja yleistymisen myötä syvän avaruuden luotainten laserviestintäjärjestelmän odotetaan toimivan vakaammin ja kestävän merkittävästi.
Tekoälyn ja automaatioteknologian jatkuvan kehityksen myötä syvän avaruuden luotainten odotetaan suorittavan tehtäviä itsenäisemmin ja tehokkaammin tulevaisuudessa. Esimerkiksi ennalta asetettujen sääntöjen ja algoritmien avulla ilmaisin voi toteuttaa automaattisen tiedonkäsittelyn ja älykkään tiedonsiirron ohjauksen, välttää tiedon "tukkeutumista" ja parantaa viestinnän tehokkuutta. Samalla tekoäly- ja automaatioteknologia auttavat tutkijoita vähentämään toiminnallisia virheitä ja parantamaan havaitsemisoperaatioiden tarkkuutta ja luotettavuutta, ja myös laserviestintäjärjestelmät hyötyvät siitä.
Laserkommunikaatio ei loppujen lopuksi ole kaikkivoipa, ja tulevaisuuden syvän avaruuden tutkimusmatkat saattavat vähitellen toteuttaa monipuolisten viestintävälineiden integroinnin. Erilaisten viestintätekniikoiden, kuten radioviestinnän, laserviestinnän, infrapunaviestinnän jne., kattavan käytön avulla ilmaisin voi toimia parhaalla mahdollisella viestintäteholla monireittisellä ja monitaajuusalueella ja parantaa viestinnän luotettavuutta ja vakautta. Samalla monipuolisten viestintävälineiden integrointi auttaa saavuttamaan moniajoyhteistyön, parantamaan ilmaisimien kokonaisvaltaista suorituskykyä ja edistämään useampien tyyppisten ja lukumääräisten ilmaisimien käyttöä monimutkaisempien tehtävien suorittamiseksi syvässä avaruudessa.
Julkaisuaika: 27. helmikuuta 2024