Recentemente, a sonda US Spirit hà cumpletatu una prova di cumunicazione laser in u spaziu prufondu cù strutture terrestri à 16 milioni di chilometri di distanza, stabilendu un novu record di distanza di cumunicazione ottica spaziale. Dunque, chì sò i vantaghji dicumunicazione laserBasatu annantu à i principii tecnichi è i requisiti di a missione, chì difficultà deve superà ? Chì ghjè a prospettiva di a so applicazione in u campu di l'esplorazione spaziale prufonda in u futuru ?
Avanzate tecnologiche, senza paura di e sfide
L'esplorazione di u spaziu prufondu hè un compitu estremamente difficiule in u corsu di i circadori spaziali chì esploranu l'universu. E sonde anu bisognu di attraversà u spaziu interstellare luntanu, superà ambienti estremi è cundizioni dure, acquistà è trasmette dati preziosi, è a tecnulugia di cumunicazione ghjoca un rolu vitale.
Schema dicumunicazione laser in u spaziu prufonduesperimentu trà a sonda satellitare Spirit è l'osservatoriu terrestre
U 13 d'ottobre, a sonda Spirit hè stata lanciata, cuminciendu un viaghju d'esplorazione chì durerà almenu ottu anni. À l'iniziu di a missione, hà travagliatu cù u telescopiu Hale à l'Osservatoriu Palomar in i Stati Uniti per testà a tecnulugia di cumunicazione laser in u spaziu prufondu, utilizendu a codifica laser à infrarossu vicinu per cumunicà dati cù e squadre nantu à a Terra. À questu scopu, u rilevatore è u so equipaggiu di cumunicazione laser devenu superà almenu quattru tippi di difficultà. Rispettivamente, a distanza distante, l'attenuazione è l'interferenza di u signale, a limitazione è u ritardu di a larghezza di banda, a limitazione di l'energia è i prublemi di dissipazione di u calore meritanu attenzione. I circadori anu anticipatu è preparatu dapoi tantu tempu queste difficultà, è anu sfondatu una seria di tecnulugie chjave, ponendu una bona basa per chì a sonda Spirit realizzi esperimenti di cumunicazione laser in u spaziu prufondu.
Prima di tuttu, u rilevatore Spirit usa a tecnulugia di trasmissione di dati à alta velocità, u raghju laser sceltu cum'è mezu di trasmissione, equipatu cù unlaser d'alta putenzatrasmettitore, aduprendu i vantaghji ditrasmissione laservelocità è alta stabilità, pruvendu à stabilisce ligami di cumunicazione laser in l'ambiente spaziale prufondu.
Siconda, per migliurà l'affidabilità è a stabilità di a cumunicazione, u rilevatore Spirit adotta una tecnulugia di codificazione efficiente, chì pò ottene una velocità di trasmissione di dati più elevata in a larghezza di banda limitata ottimizendu a codificazione di i dati. À u listessu tempu, pò riduce u tassu d'errore di bit è migliurà a precisione di a trasmissione di dati utilizendu a tecnulugia di codificazione di currezzione d'errore in avanti.
In terzu locu, cù l'aiutu di a tecnulugia intelligente di pianificazione è di cuntrollu, a sonda realizza l'utilizazione ottimale di e risorse di cumunicazione. A tecnulugia pò adattà automaticamente i protokolli di cumunicazione è e velocità di trasmissione secondu i cambiamenti in i requisiti di u compitu è in l'ambiente di cumunicazione, assicurendu cusì i migliori risultati di cumunicazione in cundizioni energetiche limitate.
Infine, per migliurà a capacità di ricezione di u signale, a sonda Spirit usa a tecnulugia di ricezione multi-fasciculu. Sta tecnulugia usa parechje antenne di ricezione per furmà una matrice, chì pò migliurà a sensibilità di ricezione è a stabilità di u signale, è dopu mantene una cunnessione di cumunicazione stabile in l'ambiente cumplessu di u spaziu prufondu.
I vantaghji sò evidenti, piattati in u sicretu
U mondu esternu ùn hè micca difficiule à truvà chì ulaserhè l'elementu centrale di a prova di cumunicazione spaziale prufonda di a sonda Spirit, dunque chì vantaghji specifichi hà u laser per aiutà u prugressu significativu di a cumunicazione spaziale prufonda ? Chì ghjè u misteru ?
Da una parte, a crescente dumanda di dati massivi, immagini à alta risoluzione è video per e missioni di esplorazione spaziale prufonda hè destinata à richiede velocità di trasmissione di dati più elevate per e cumunicazioni spaziali prufonde. Di fronte à a distanza di trasmissione di cumunicazione chì spessu "cumincia" cù decine di milioni di chilometri, l'onde radio sò gradualmente "impotenti".
Mentre a cumunicazione laser codifica l'infurmazioni nantu à i fotoni, paragunatu à l'onde radio, l'onde di luce vicinu à l'infrarossu anu una lunghezza d'onda più stretta è una frequenza più alta, ciò chì permette di custruisce una "autostrada" di dati spaziali cù una trasmissione d'infurmazioni più efficiente è fluida. Questu puntu hè statu verificatu preliminarmente in i primi esperimenti spaziali in orbita terrestre bassa. Dopu avè pigliatu misure adattative pertinenti è superatu l'interferenze atmosferiche, a velocità di trasmissione di dati di u sistema di cumunicazione laser era una volta quasi 100 volte più alta di quella di i mezi di cumunicazione precedenti.
Data di publicazione: 26 di ferraghju 2024