Yn ddiweddar, cwblhaodd chwiliedydd Spirit yr Unol Daleithiau brawf cyfathrebu laser gofod dwfn gyda chyfleusterau daear 16 miliwn cilomedr i ffwrdd, gan osod record pellter cyfathrebu optegol gofod newydd. Felly beth yw manteisioncyfathrebu laserYn seiliedig ar egwyddorion technegol a gofynion y genhadaeth, pa anawsterau y mae angen iddo eu goresgyn? Beth yw'r rhagolygon o'i gymhwyso ym maes archwilio gofod dwfn yn y dyfodol?
Datblygiadau technolegol arloesol, heb ofni heriau
Mae archwilio gofod dwfn yn dasg hynod heriol wrth i ymchwilwyr gofod archwilio'r bydysawd. Mae angen i chwiliedyddion groesi gofod rhyngserol pell, goresgyn amgylcheddau eithafol ac amodau llym, caffael a throsglwyddo data gwerthfawr, ac mae technoleg gyfathrebu yn chwarae rhan hanfodol.
Diagram sgematig ocyfathrebu laser gofod dwfnarbrawf rhwng chwiliedydd lloeren Spirit a'r arsyllfa ddaear
Ar Hydref 13, lansiwyd y chwiliedydd Spirit, gan ddechrau taith archwilio a fydd yn para am o leiaf wyth mlynedd. Ar ddechrau'r genhadaeth, bu'n gweithio gyda thelesgop Hale yn Arsyllfa Palomar yn yr Unol Daleithiau i brofi technoleg cyfathrebu laser gofod dwfn, gan ddefnyddio codio laser agos-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 anhawster. Yn y drefn honno, mae'r pellter pell, gwanhau signal ac ymyrraeth, cyfyngiad ac oedi lled band, cyfyngiad ynni a phroblemau afradu gwres yn haeddu sylw. Mae ymchwilwyr wedi rhagweld a pharatoi ar gyfer yr anawsterau hyn ers amser maith, ac wedi torri trwy gyfres o dechnolegau allweddol, gan osod sylfaen dda i'r chwiliedydd Spirit gynnal arbrofion cyfathrebu laser gofod dwfn.
Yn gyntaf oll, mae'r synhwyrydd Spirit yn defnyddio technoleg trosglwyddo data cyflym, trawst laser wedi'i ddewis 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 synhwyrydd y Spirit 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 gwall bit a gwella cywirdeb trosglwyddo data trwy ddefnyddio technoleg codio cywiro gwallau ymlaen.
Yn drydydd, gyda chymorth technoleg amserlennu a rheoli deallus, mae'r chwiliedydd yn sylweddoli'r defnydd gorau posibl o adnoddau cyfathrebu. Gall y dechnoleg addasu protocolau cyfathrebu a chyfraddau trosglwyddo yn awtomatig yn ôl newidiadau mewn gofynion tasg a'r amgylchedd cyfathrebu, gan sicrhau'r canlyniadau cyfathrebu gorau o dan amodau ynni cyfyngedig.
Yn olaf, er mwyn gwella'r gallu derbyn signal, mae'r chwiliedydd Spirit yn defnyddio technoleg derbyn aml-drawst. Mae'r dechnoleg hon yn defnyddio nifer o antenâu derbyn i ffurfio arae, a all wella sensitifrwydd derbyn a sefydlogrwydd 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'n anodd i'r byd y tu allan ddod o hyd i'rlaseryw elfen graidd prawf cyfathrebu gofod dwfn chwiliedydd y Spirit, 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 a fideos cydraniad uchel ar gyfer teithiau archwilio gofod dwfn yn sicr o olygu bod 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 "ddi-rym".
Er bod cyfathrebu laser yn amgodio gwybodaeth ar ffotonau, o'i gymharu â thonnau radio, mae gan donnau golau is-goch agos donfedd gulach ac amledd uwch, gan ei gwneud hi'n bosibl adeiladu "priffordd" data gofodol gyda throsglwyddiad gwybodaeth mwy effeithlon a llyfn. Mae'r pwynt hwn wedi'i wirio'n rhagarweiniol yn yr arbrofion gofod cynnar mewn orbit isel o amgylch y Ddaear. Ar ôl cymryd mesurau addasol perthnasol a goresgyn ymyrraeth atmosfferig, roedd cyfradd trosglwyddo data'r system gyfathrebu laser bron i 100 gwaith yn uwch na chyfradd y dulliau cyfathrebu blaenorol.
Amser postio: Chwefror-26-2024