Широкополосная беспроводная связь с Луной или Марсом

Широкополосный беспроводной W-LAN на Луну

Рисунок оптического модуля на спутнике
Фото: НАСА

Сегодня для космической связи применяют радиоволны, а будущие астронавты смогут передавать свои данные с Луны или Марса на Землю с помощью лазера. Осенью 2013 на "Демонстрации лунной лазерной связи" (LLCD) НАСА была подтверждена скорость передачи данных таких связанных инфракрасные сигналов. Теперь, полгода спустя, новые результаты анализа показывают, что этот достигающий Луны лазерный луч может не только передавать данные с немыслимой рекордной скоростью. Он оказался также устойчивым к атмосферным возмущениям.

Если с орбиты Луны или Марса необходимо связаться с наземной станцией, то астронавты и беспилотные зонды используют радиоволны. Но существует одна проблема: отправка больших количеств данных занимает много времени. Поскольку радиоволны имеют только ограниченные возможности, они похожи на нашу беспроводную домашнюю сеть, где передача данных идёт медленнее, чем путём широкополосного кабельного соединения. Поэтому исследователи НАСА уже некоторое время ищут альтернативу радиосвязи. Осенью 2013 года они впервые добились этого в демонстрационном эксперименте LLCD: данные были переданы с помощью импульсного лазера на лунный зонд, находившийся почти в 400-х тысячах километров, и обратно. Скорость загрузки была, несмотря на огромное расстояние, 622 мегабит в секунду (Mps). Даже при скорости 19,4 Mps это в 4800 раз быстрее для такого расстояния, чем может обеспечить самая лучшая радиосвязь.

Четыре мини-телескопа и лунный зонд

Через полгода Марк Стивенс (Массачусетский технологический институт) совместно со своими коллегами по НАСА проанализировал следующие данные и представил на встрече в Сан-Хосе (Калифорния) доклад о качестве передачи лазерной системы. "Достижение высоких скоростей передачи данных лазерами от Земли - это двойной вызов", - объясняет Стивенс. С одной стороны, "изнашивание" пучка на протяжении почти 400 тысяч километров и уменьшение сигнала. С другой - лазер должен на пути к Луне сначала пройти атмосферу Земли. При этом турбулентность может изогнуть и ослабить свет или даже направить мимо приемника.

Широкополосный беспроводной W-LAN на Луну

Uplink-телескопы системы лазерной связи Фото: Роберт Лафон, NASA/GSFC

Чтобы обойти эту проблему, использовали наземную станцию с четырьмя передатчиками в Уайт-Сэндс (Нью-Мексико). Они состоят из небольшой, всего шириной 15 см, чаши телескопа, в которую лазерный передатчик подводит свои пульсирующие инфракрасные сигналы. Четыре телескопа посылают отдельные сигналы, но направлены они так, что все лазерные лучи объединяются. Это должно помочь свести к минимуму искажающее и ослабляющее влияние атмосферы. Отдельные лучи увеличивают вероятность того, что один из них пройдёт, несмотря на атмосферные помехи, считает Стивенс. В идеальном случае посылаемый с четырех телескопов лазерный луч изначально имеет выходную мощность 40 Вт. Из них до Луны дойдёт менее одной миллиардной доли ватта, сообщают исследователи. И это лишь десятая часть того, что необходимо для обеспечения безошибочной коммуникации.

Даже облака - не преграда

Анализ, проведенный через полгода показал, что система, действительно, удивительно прочная: даже легкая облачность не помешала передаче. "Мы установили высокое допустимое отклонение для скоплений облаков средней величины и большой турбулентности атмосферы," - сообщают исследователи. И, хотя сигнал лазера колебался или временно ослабевал, он все же донес достаточно информации к получателю, зонду НАСА на орбите Луны. Тот перехватывает слабые лазерные сигналы с помощью небольшого телескопа, передает их в стекловолокно и усиливает в 30 тысяч раз. Только тогда подключенный фотодетектор преобразует сигналы лазера в электрические импульсы.

Большой резерв лазерного сигнала позволяет отправить лучи без потери информации даже сквозь тонкую, полупрозрачную завесу облаков. По мнению Стивенса и его коллег, система хорошо подходит для широкополосной связи с Луной или даже Марсом. В 2017 году её должны ввести в эксплуатацию. Если эта система будет соответствовать всем ожиданиям, то астронавты даже в космическом пространстве смогут наслаждаться в будущем своими любимыми телесериалами или новейшими голливудскими блокбастерами в HD-качестве.

Источник: cleoconference.org

 

Related posts:

7 thoughts on “Широкополосная беспроводная связь с Луной или Марсом

  1. Широкополосная связь с Марсом — это действительно здорово… Будущие колонисты Марса не останутся без любимого ТВ))

    • Наверное у них поначалу своих реальных проблем будет хватать, а придуманные земные отойдут на второй план. Но всё равно здорово!

  2. Звучит как фантастика, очень сложно поверить, что мы способны иметь связь с столь далекими объектами

    • Связь и сейчас есть: на радиоволнах.Иначе как бы мы могли видеть снимки с Марса и с космических телескопов.

    • Все когда-то было фантастикой. Мы просто многого еще не знаем, а возможности на самом деле велики)

  3. Вот круть-то! У нас и не по всей Земле-то есть… Ну да пусть развивается всё. Лишь бы в мирных целях…

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Перед отправкой комментария решите простой примерчик! * Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.