Yn ddiweddar, cwblhaodd chwiliedydd 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 posibilrwydd o'i gymhwyso ym maes archwilio gofod dwfn yn y dyfodol?
Datblygiadau technolegol, nid ofn heriau
Mae archwilio'r gofod yn ddwfn yn dasg hynod heriol wrth i ymchwilwyr gofod 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 dwfnarbrawf rhwng stiliwr lloeren Ysbryd a'r arsyllfa ddaear
Ar Hydref 13, lansiodd y chwiliedydd Ysbryd, gan ddechrau ar daith archwilio a fydd yn para 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 bron-isgoch 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 pedwar math o anawsterau.Yn y drefn honno, mae'r pellter pell, gwanhau signal ac ymyrraeth, cyfyngiad lled band ac oedi, 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 chwiliwr Ysbryd gynnal arbrofion cyfathrebu laser gofod dwfn.
Yn gyntaf oll, mae'r synhwyrydd Ysbryd yn defnyddio technoleg trosglwyddo data cyflym, trawst laser dethol fel y cyfrwng trosglwyddo, gyda chyfarparlaser pŵer ucheltrosglwyddydd, gan ddefnyddio manteisiontrawsyrru lasercyfradd a sefydlogrwydd uchel, ceisio 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 technoleg amserlennu a rheoli deallus, mae'r chwiliwr yn sylweddoli'r defnydd gorau posibl o adnoddau cyfathrebu.Gall y dechnoleg addasu protocolau cyfathrebu a chyfraddau trosglwyddo yn awtomatig yn unol â 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 Ysbryd yn defnyddio technoleg derbyn aml-beam.Mae'r dechnoleg hon yn defnyddio antenâu derbyn lluosog 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'r byd y tu allan yn anodd canfod bod ylaseryw elfen graidd prawf cyfathrebu gofod dwfn y chwiliedydd 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 ofyn am gyfraddau trosglwyddo data uwch ar gyfer cyfathrebu gofod dwfn.Yn wyneb y pellter trosglwyddo cyfathrebu sydd yn aml yn “dechrau” gyda degau o filiynau o gilometrau, mae tonnau radio yn “ddi-rym” yn raddol.
Er bod cyfathrebu laser yn amgodio gwybodaeth am ffotonau, o'i gymharu â thonnau radio, mae gan donfeddi golau bron-isgoch donfedd culach 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 ddilysu'n rhagarweiniol yn yr arbrofion gofod orbit isel-Ddaear cynnar.Ar ôl cymryd mesurau addasol perthnasol a goresgyn ymyrraeth atmosfferig, roedd cyfradd trosglwyddo data'r system gyfathrebu laser unwaith bron i 100 gwaith yn uwch na chyfradd y dulliau cyfathrebu blaenorol.
Amser post: Chwefror-26-2024