Nýlega lauk bandaríska geimfarið Spirit prófun á leysigeislasamskiptum í geimnum með jarðtengdum aðstöðu í 16 milljón kílómetra fjarlægð og setti þar með nýtt met í fjarlægð sjónrænna samskipta í geimnum. Hverjir eru þá kostirnir viðleysirsamskiptiHvaða erfiðleika þarf að yfirstíga miðað við tæknilegar meginreglur og kröfur verkefnisins? Hverjar eru horfur á notkun þess á sviði geimkönnunar í framtíðinni?
Tæknibylting, ekki hrædd við áskoranir
Könnun djúpgeimsins er afar krefjandi verkefni fyrir geimvísindamenn sem kanna alheiminn. Geimför þurfa að fara yfir fjarlægt geimgeim, sigrast á öfgafullu umhverfi og erfiðum aðstæðum, afla og senda verðmæt gögn og samskiptatækni gegnir lykilhlutverki.
Skýringarmynd afleysigeislasamskipti í djúpum geimnumtilraun milli Spirit gervihnattarkönnunar og jarðstjörnustöðvarinnar
Þann 13. október var geimfarið Spirit skotið á loft og hóf þar með könnunarferð sem mun taka að minnsta kosti átta ár. Í upphafi leiðangursins vann það með Hale sjónaukanum í Palomar stjörnustöðinni í Bandaríkjunum að því að prófa leysigeislasamskiptatækni í djúpgeimnum, með því að nota nær-innrauða leysigeislakóðun til að miðla gögnum til teyma á jörðinni. Í þessu skyni þurfa mælirinn og leysigeislasamskiptabúnaður hans að yfirstíga að minnsta kosti fjórar gerðir erfiðleika. Þar af leiðandi verðskulda fjarlægð, merkjadeyfing og truflanir, bandbreiddartakmörkun og seinkun, orkutakmörkun og varmaleiðnivandamál athygli. Rannsakendur hafa lengi búist við og undirbúið sig fyrir þessa erfiðleika og hafa brotist í gegnum röð lykiltækni og lagt góðan grunn fyrir Spirit geimfarið til að framkvæma tilraunir með leysigeislasamskipti í djúpgeimnum.
Í fyrsta lagi notar Spirit skynjarinn háhraða gagnaflutningstækni, valinn leysigeisla sem flutningsmiðil, búinn ...öflugur leysirsendandi, með því að nota kosti þessleysigeislunhraði og mikill stöðugleiki, að reyna að koma á fót leysigeislasamskiptatengslum í djúpgeimnum.
Í öðru lagi, til að bæta áreiðanleika og stöðugleika samskipta, notar Spirit-skynjarinn skilvirka kóðunartækni, sem getur náð hærri gagnaflutningshraða innan takmarkaðrar bandvíddar með því að hámarka gagnakóðunina. Á sama tíma getur hann dregið úr bitavillutíðni og bætt nákvæmni gagnaflutningsins með því að nota tækni framvirkrar villuleiðréttingarkóðunar.
Í þriðja lagi, með hjálp snjallrar áætlanagerðar- og stjórnunartækni, nær mælirinn að hámarka nýtingu samskiptaauðlinda. Tæknin getur sjálfkrafa aðlagað samskiptareglur og sendingarhraða í samræmi við breytingar á verkefnakröfum og samskiptaumhverfi og tryggir þannig bestu samskiptaniðurstöður við takmarkaðar orkuskilyrði.
Að lokum, til að auka móttökugetu merkisins, notar Spirit-könnunarfarið fjölgeislamóttökutækni. Þessi tækni notar margar móttökuloftnet til að mynda fylki, sem getur aukið móttökunæmi og stöðugleika merkisins og síðan viðhaldið stöðugu samskiptasambandi í flóknu geimumhverfi.
Kostirnir eru augljósir, faldir í leyndarmálinu
Umheimurinn er ekki erfitt að komast að því aðleysirer kjarninn í fjarskiptaprófunum Spirit-geimfarsins í geimnum, svo hvaða sérstöku kosti hefur leysirinn til að stuðla að verulegum framförum fjarskipta í geimnum? Hver er ráðgátan?
Annars vegar mun vaxandi eftirspurn eftir gríðarlegum gögnum, myndum og myndböndum í hárri upplausn fyrir geimkönnunarleiðangra óhjákvæmilega krefjast hærri gagnaflutningshraða fyrir fjarskipti í geimnum. Í ljósi fjarskiptafjarlægðar sem oft „byrjar“ á tugum milljóna kílómetra verða útvarpsbylgjur smám saman „máttlausar“.
Þó að leysigeislasamskipti kóði upplýsingar um ljóseindir, hafa nær-innrauðar ljósbylgjur þrengri bylgjulengd og hærri tíðni, samanborið við útvarpsbylgjur, sem gerir það mögulegt að byggja upp „þjóðveg“ fyrir rúmfræðileg gögn með skilvirkari og mýkri upplýsingaflutningi. Þetta hefur verið staðfest í fyrstu tilraunum í geimnum á lágbraut um jörðu. Eftir að viðeigandi aðlögunarráðstafanir voru gerðar og truflanir frá andrúmsloftinu voru yfirstignar, var gagnaflutningshraði leysigeislasamskiptakerfisins eitt sinn næstum 100 sinnum hærri en fyrri samskiptaleiða.
Birtingartími: 26. febrúar 2024