Yn ddiweddar, cwblhaodd stiliwr ysbryd yr Unol Daleithiau brawf cyfathrebu laser gofod dwfn gyda chyfleusterau daear 16 miliwn cilomedr i ffwrdd, gan osod cofnod pellter cyfathrebu optegol gofod newydd. Felly beth yw manteisionCyfathrebu Laser? Yn seiliedig ar egwyddorion technegol a gofynion cenhadaeth, pa anawsterau y mae angen iddo eu goresgyn? Beth yw'r gobaith o'i gymhwyso ym maes archwilio gofod dwfn yn y dyfodol?
Datblygiadau technolegol, heb ofni heriau
Mae archwilio gofod dwfn yn dasg hynod heriol yn ystod ymchwilwyr gofod sy'n archwilio'r bydysawd. Mae angen i stilwyr groesi gofod rhyngserol pell, goresgyn amgylcheddau eithafol ac amodau garw, caffael a throsglwyddo data gwerthfawr, ac mae technoleg cyfathrebu yn chwarae rhan hanfodol.
Diagram sgematig oCyfathrebu laser gofod dwfnarbrofi rhwng y stiliwr lloeren ysbryd a'r arsyllfa ddaear
Ar Hydref 13, lansiodd y stiliwr ysbryd, gan ddechrau taith archwilio a fydd yn para o leiaf wyth mlynedd. Ar ddechrau'r genhadaeth, gweithiodd gyda'r Telesgop Hale yn Arsyllfa Palomar yn yr Unol Daleithiau i brofi technoleg cyfathrebu laser gofod dwfn, gan ddefnyddio codio laser bron-is-goch i gyfathrebu data â thimau ar y Ddaear. I'r perwyl hwn, mae angen i'r synhwyrydd a'i offer cyfathrebu laser oresgyn o leiaf bedwar math o anawsterau. Yn y drefn honno, mae'r pellter pell, gwanhau ac ymyrraeth signal, cyfyngiad ac oedi lled band, cyfyngiad ynni a phroblemau afradu gwres yn haeddu sylw. Mae ymchwilwyr wedi rhagweld a pharatoi ers amser maith ar gyfer yr anawsterau hyn, ac wedi torri trwy gyfres o dechnolegau allweddol, gan osod sylfaen dda ar gyfer y stiliwr ysbryd i gynnal arbrofion cyfathrebu laser gofod dwfn.
Yn gyntaf oll, mae'r synhwyrydd ysbryd yn defnyddio technoleg trosglwyddo data cyflym, pelydr laser dethol fel y cyfrwng trosglwyddo, wedi'i gyfarparu âlaser pŵer ucheltrosglwyddydd, gan ddefnyddio manteisiontrosglwyddiad laserCyfradd a sefydlogrwydd uchel, gan geisio sefydlu cysylltiadau cyfathrebu laser yn yr amgylchedd gofod dwfn.
Yn ail, er mwyn gwella dibynadwyedd a sefydlogrwydd cyfathrebu, mae'r synhwyrydd ysbryd yn mabwysiadu technoleg codio effeithlon, a all gyflawni cyfradd trosglwyddo data uwch o fewn y lled band cyfyngedig trwy optimeiddio'r codio data. Ar yr un pryd, gall leihau'r gyfradd gwallau did a gwella cywirdeb trosglwyddo data trwy ddefnyddio technoleg codio cywiro gwallau ymlaen.
Yn drydydd, gyda chymorth amserlennu a thechnoleg reoli ddeallus, mae'r stiliwr yn gwireddu'r defnydd gorau posibl o adnoddau cyfathrebu. Gall y dechnoleg addasu protocolau cyfathrebu a chyfraddau trosglwyddo yn awtomatig yn unol â newidiadau yn gofynion tasgau ac amgylchedd cyfathrebu, a thrwy hynny sicrhau'r canlyniadau cyfathrebu gorau o dan amodau ynni cyfyngedig.
Yn olaf, er mwyn gwella gallu derbyn signal, mae'r stiliwr ysbryd yn defnyddio technoleg derbyn aml-drawst. Mae'r dechnoleg hon yn defnyddio antenâu derbyn lluosog i ffurfio arae, a all wella sensitifrwydd a sefydlogrwydd derbyn y signal, ac yna cynnal cysylltiad cyfathrebu sefydlog yn yr amgylchedd gofod dwfn cymhleth.
Mae'r manteision yn amlwg, wedi'u cuddio yn y gyfrinach
Nid yw'r byd y tu allan yn anodd darganfod bod ylaserA yw elfen graidd y prawf cyfathrebu gofod dwfn o'r stiliwr ysbryd, felly pa fanteision penodol sydd gan y laser i helpu cynnydd sylweddol cyfathrebu gofod dwfn? Beth yw'r dirgelwch?
Ar y naill law, mae'r galw cynyddol am ddata enfawr, delweddau cydraniad uchel a fideos ar gyfer teithiau archwilio gofod dwfn yn sicr o fod angen cyfraddau trosglwyddo data uwch ar gyfer cyfathrebu gofod dwfn. Yn wyneb y pellter trosglwyddo cyfathrebu sy'n aml yn “dechrau” gyda degau o filiynau o gilometrau, mae tonnau radio yn raddol yn “ddi -rym.”
Er bod cyfathrebu laser yn amgodio gwybodaeth am ffotonau, o'i gymharu â thonnau radio, mae gan donnau golau bron-is-goch donfedd gulach ac amledd uwch, gan ei gwneud hi'n bosibl adeiladu “priffordd” data gofodol gyda throsglwyddo gwybodaeth fwy effeithlon a llyfn. Mae'r pwynt hwn wedi'i wirio'n rhagarweiniol yn yr arbrofion gofod orbit daear isel cynnar. Ar ôl cymryd mesurau addasol perthnasol a goresgyn ymyrraeth atmosfferig, roedd cyfradd trosglwyddo data'r system gyfathrebu laser bron 100 gwaith yn uwch na chyfradd y cyfathrebu blaenorol.
Amser Post: Chwefror-26-2024