Лазерные станции используются для решения задач наземного автоматизированного комплекса управления группировкой отечественных космических аппаратов (КА). В 2024 году «Росатом» протестирует технологию космической лазерной связи. Сообщается, что предыдущий рекорд дальности передачи стабильного лазерного луча значительно превзойден. На прошедшей на этой неделе в Брюсселе конференции SITA IT SUMMIT была представлен проект системы связи в небе при помощи прорывной лазерной технологии.
Установлена лазерная связь на расстоянии 16 миллионов километров. Это в 40 раз дальше Луны
Так вот, передача лазерного сигнала одноимённым зондом "Психея" была экспериментом NASA. Технология лазерной связи в этой демонстрации предназначена для передачи данных из глубокого космоса со скоростью в 10-100 раз быстрее. При этом инфракрасный свет, который может использовать лазерная связь, имеет гораздо более высокую частоту, чем радиоволны.
Росатом запланировал эксперимент с космической лазерной связью на 2024 год
Кроме того, эти системы легче, гибче и надежнее. Лазерная связь может дополнить радиочастотную связь, которую сегодня использует большинство миссий НАСА. LCRD — это первая технологическая демонстрация агентством двухсторонней лазерной релейной системы. Эти эксперименты тестируют и совершенствуют лазерные системы — главная цель миссии. Эксперименты, проведенные НАСА, другими государственными учреждениями, академическими кругами и промышленностью, измеряют долгосрочное воздействие атмосферы на сигналы лазерной связи; оценка применимости технологии для будущих миссий; и тестирование возможностей лазерного ретранслятора на орбите. Центр в Гринбелте, штат Мэриленд. НАСА продолжает принимать предложения о новых экспериментах, которые помогут усовершенствовать оптические технологии, расширить знания и определить будущие приложения. LCRD даже будет передавать данные, представленные общественностью вскоре после запуска, в виде новогодних обещаний, которые будут опубликованы в аккаунтах НАСА в социальных сетях.
Как в радиосвязи, так и в лазерной связи ближнего инфракрасного диапазона для передачи данных используются электромагнитные волны, но в ближнем инфракрасном свете они заключены в значительно более узкие волны, что позволяет наземным станциям получать больше данных. Перспективная технология После этого первого крупного успеха команда DSOC будет работать над совершенствованием систем, управляющих наведением нисходящего лазера на борту приемопередатчика. Как только этот рубеж будет достигнут, проект сможет начать демонстрировать устойчивую передачу данных с высокой пропускной способностью от приемопередатчика в Паломаре на различные расстояния от Земли. Применение технологии DSOC должно также компенсировать время прохождения света от зонда до Земли на больших расстояниях. При максимальном удалении Psyche от нашей планеты фотонам ближнего инфракрасного диапазона DSOC потребуется около 20 минут для обратного пути.
В августе 2021 года президент американской компании SpaceX Гвинн Шотвелл заявила , что все новые спутники глобальной системы Starlink получат лазерные терминалы.
Использование существующих компонентов повышает эффективность и обеспечивает экономию средств. В ходе миссии PTD-3 продемонстрирует очень стабильное наведение тела, что означает, что космический корабль может быть точно направлен на наземную станцию , чтобы облегчить демонстрацию TBIRD на нисходящей линии связи. Обтекаемая конструкция TBIRD не содержит никаких движущихся механизмов, поэтому способность космического корабля наводиться позволяет связывать телескоп лазерной связи из космоса с землей. PTD-3 будет запущен уже 25 мая 2022 года со станции космических сил на мысе Канаверал во Флориде в рамках совместной миссии SpaceX Transporter-5, в которой будет использоваться ракета Falcon 9 для запуска нескольких спутников CubeSat. Вторая, отдельная демонстрация технологий, поддерживаемая программой NASA Small Spacecraft Technology, также будет проходить на борту запуска Transporter-5: CubeSat Proximity Operations Demonstration, которая продемонстрирует рандеву, операции сближения и стыковку с использованием двух 3-компонентных CubeSat.
НАСА протестировало лазерную связь в космосе на расстоянии свыше 16 000 000 км
Компании, которые не могут себе позволить построение ВОЛС, в качестве канала связи используют обычный медный кабель витые пары. Однако при значительном удалении пользователей друг от друга свыше 1,5—2,2 км необходимы ретрансляторы. Чем их больше, тем дороже канал связи. Качество и скорость передачи трактов ИКМ30 оставляют желать лучшего. Частота появления ошибочных битов имеет порядок 10-7 хотя, по-нашему мнению, и эта цифра сильно занижена , т. Следует отметить, что сегодня существует целый ряд технологий, обеспечивающих высокоскоростную передачу трафика по линиям связи на основе медного кабеля. Аппаратура HDSL может быть использована для уплотнения абонентских и соединительных линий, при этом не надо подбирать параметры провода и можно воспользоваться витыми парами уже проложенного кабеля в зависимости от типа аппаратуры требуется от двух до четырех пар. Технология HDSL предусматривает новый способ кодировки, позволяющий исключить взаимное влияние потоков информации, идущих в прямом и обратном направлениях, а также наводки на аналоговые сигналы в соседних парах.
Проводимые в России эксплуатационные испытания оборудования HDSL показали значительное увеличение дальности передачи потоков Е1 зависит от диаметра жилы кабеля по сравнению с дальностью, обеспечиваемой аппаратурой ИКМ30. Однако такие испытания проводились при фиксированном коэффициенте BER, равном 10-6. Можно предположить, что для BER порядка 10-10 дальность передачи окажется меньше. К тому же реальное состояние российских кабельных линий качество используемого кабеля, большое число стыков и т. Поэтому заказчик должен сам соотносить необходимые ему качество и дальность связи. Как видим, HDSL — перспективная технология, но ветхость наших телефонных линий не позволяет в полной мере использовать все ее достоинства. В настоящее время для беспроводного обмена информацией широко применяются радиорелейные линии и радиомодемы.
Предельный радиус действия беспроводных радиоканалов — 80 км без использования ретрансляторов. В корпоративных сетях более популярны радиомодемы. Различают радиомодемы, работающие в узком narrow band и широком spread spectrum спектре частот. Однако при использовании радиомодемов и радиорелейных линий возникает проблема, связанная с искажением или даже потерей сигнала из-за засоренности радиоэфира. К тому же само радиооборудование является источником помех. Для повышения качества связи производители вынуждены идти на различные ухищрения, но, несмотря на это, проблемы остаются. Нельзя забывать и о трудностях, связанных с получением лицензии на использование радиоканала.
Сейчас интенсивно развивается другая технология беспроводной связи — лазерная. По нашему мнению, она имеет бесспорное преимущество перед радиосвязью при организации беспроводных мостов "точка—точка" на расстоянии до 1,2 км. Цены на оборудование лазерной связи имеют тот же порядок а зачастую и ниже , что и цены на радиооборудование. Выбор того или иного типа оборудования если он вообще возможен зависит от многих факторов. Какими же из них мы чаще всего руководствуемся? Полагаем, что основными являются стоимость оборудования и время, затрачиваемое на его установку при этом, конечно, необходимо, чтобы выбранное оборудование обеспечивало потребности на текущий момент и, возможно, в будущем , что особенно важно при наблюдаемой сегодня динамике роста корпоративных сетей и количества абонентов телефонных сетей.
За это время и космический аппарат, и планета переместятся, поэтому лазеры восходящей и нисходящей линии связи должны будут подстроиться под изменение положения. Кроме того, мы смогли отправить некоторые данные, то есть обменяться «битами света» из космоса и в космос». Москва, Большой Саввинский пер. II; Адрес редакции: 119435, г.
Для демонстрации и испытаний возможностей оптической связи видео и другие данные были записаны в него ещё на Земле. Тем не менее, команда зонда смогла продублировать передачу фрагмента инженерных данных с борта зонда по оптическому каналу в то же время, как эти данные передавались по основному радиоканалу. Тем самым NASA получило возможность заявить, что впервые по оптике были переданы инженерные данные с борта космического корабля из глубокого космоса. Также был поставлен другой эксперимент, когда одна наземная станция по мощному лазеру передала большой пакет данных на зонд, а зонд передал их обратно на другую наземную станцию на телескоп Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института в округе Сан-Диего, Калифорния. Пакет данных совершил путешествие туда и обратно, проделав в космосе путь дальностью 450 млн км.
Он помог приборам правильно выбрать цель для передачи данных, а также действовал как канал связи для отправки сигналов «Психее». Передача данных на расстояние 16 млн км прошла успешно, но это только первый этап тестирования. На максимальном удалении от Земли лазерному сообщению потребуется 20 минут, чтобы преодолеть это расстояние со скоростью света. Читать далее:.
Эксперты NASA протестировали новую систему лазерной связи. Не обошлось без котиков
Опыт по созданию терминалов лазерной связи АО «НПК «СПП» и результаты космического эксперимента «Система лазерной связи» (КЭ СЛС) могут быть использованы для дальнейших. Эксперимент «ЭКОЛИНС» запланирован на 2023 год, по нему уже завершена стадия технического проектирования, сообщают «РИА Новости». Система оптической связи Орион Artemis II (O2O) обеспечит лазерную связь во время миссии Artemis II. Российские учёные и инженеры успешно установили связь с микроспутником «Импульс-1», который был разработан для изучения Солнца и проверки лазерной спутниковой связи. Лазерная связь сильно зависит от атмосферных показателей, с радиосвязью же вопрос давно изучен и отработан", — заключил эксперт.
NASA запускает лазерную связь сегодня, 5 декабря
Диапазон Ka особенно ценится — Дон Корнуэлл, который курирует развитие радио- и оптических технологий в НАСА, называет его «кадиллаком радиочастот», потому что он может передавать до гигабита в секунду и хорошо распространяется в космосе. Способность любого космического корабля передавать данные ограничена некоторыми неизбежными рамками, которые накладывает радиофизика. Во-первых, радиоспектр конечен, и подходящие для космической связи радиочастоты зачастую активно используются и на Земле. Вторая серьезная проблема заключается в том, что радиосигналы рассеиваются, пролетая сотни тысяч километров в космосе. К тому времени, когда сигнал Ка-диапазона с Луны достигнет Земли, он будет пятном около 2000 километров в диаметре, что сравнимо по площади с Индией. Из-за этого сигнал станет намного слабее, поэтому вам понадобится либо чувствительный приемник на Земле, либо мощный передатчик на Луне. MAScOT — попытка исследователей из Lincoln Laboratory создать модульную недорогую систему оптической связи, включающую такие приборы, как телескоп с поворотным креплением и специальную подставку для обеспечения безопасности системы в экстремальных условиях запуска ракеты. У систем лазерной связи также есть проблема рассеивания, и к тому же пересекающиеся лучи могут «запутать» данные.
Но лазерный луч, отправленный с Луны, к моменту прибытия на Землю охватит область шириной всего 6 км. Это означает, что вероятность пересечения любых двух лучей значительно ниже. Кроме того, им не придется бороться за частоты в уже переполненном участке спектра. С помощью лазеров вы можете передавать практически неограниченное количество данных, говорит Корнуэлл. Лазерные лучи настолько узки, что он [почти] не могут мешать друг другу». Более высокие частоты также означают более короткие волны, которые дают больше преимуществ. Сигналы Ka-диапазона имеют длину волны от 7,5 миллиметров до 1 сантиметра.
НАСА планирует использовать лазеры с длиной волны 1550 нанометров — той же, которая используется для наземных оптоволоконных сетей. Действительно, в своем развитии лазерная космическая связь опирается на существующие оптоволоконные технологии. Более короткие волны и более высокие частоты означают, что в каждую секунду можно упаковать больше данных. Преимущества лазерной связи известны уже много лет, но лишь недавно инженеры смогли создать системы, превосходящие радиосвязь. Например, в 2013 году демонстрацией лунной лазерной связи НАСА доказала, что оптические сигналы могут надежно передавать информацию с лунной орбиты обратно на Землю.
С помощью таких лазеров в будущем ученые планируют поддерживать связь с пилотируемыми миссиями, например, на Марсе. Без рекламы и подписки. NASA запустило собственный стриминговый сервис К следующей новости.
Разработка оказалась бюджетной благодаря использованию коммерческих готовых компонентов для наземных нужд. К ним относятся высокоскоростные оптические модемы, разработанные для оптоволоконных телекоммуникаций, и высокоскоростные хранилища большого объёма для хранения данных. Так, компоненты лазера не были предназначены для работы в суровых условиях космоса. Во время теплового испытания, имитирующего экстремальные температуры, расплавились волокна в усилителе оптического сигнала. Чтобы решить эту проблему, исследователи работали с поставщиком усилителя.
Устройство модифицировали так, чтобы оно выделяло тепло за счёт проводимости. Кроме того, лазерные лучи могут искажаться из-за атмосферных воздействий и погодных условий. Это может привести к потере мощности и, в свою очередь, к потере данных.
В МФТИ добавили, что терминал потребляет около 15 ватт энергии, способен передавать данные со скоростью до 100 мегабит в секунду на расстояниях около 1,5 тысячи километров. Устройство изготовлено при помощи 3D-принтера и ЧПУ-станков. Все его компоненты можно вместить в небольшую коробку.
Свежие материалы
- Установлен мировой рекорд дальности передачи лазерного сигнала
- «Роскосмос» займется лазерной связью: Космос: Наука и техника:
- Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
- Лазерной связью в России будет заниматься «Роскосмос»
NASA испытало систему лазерной связи на орбите
Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, а коротко о нем рассказывает Phys. Сообщается, что предыдущий рекорд дальности передачи стабильного лазерного луча значительно превзойден. Исследователям удалось передать его на расстояние 2,4 километра, что сделало этот сигнал в 100 раз более стабильным, чем все предыдущие лазерные лучи, переданные через атмосферу. Это важный аспект, так как, отмечают исследователи, существующая технология ограничена природными факторами. На оборудование воздействуют, например, такие факторы, как ветер и незначительные вибрации.
Однако в новой работе авторы уверяют, что переданный ими лазерный сигнал оказался даже более стабильным, чем атомные часы.
Основной задачей «Импульса-1» является сбор данных. В течение ближайших шести месяцев — года исследователи планируют собрать достаточно данных для разработки следующей версии спутника. Ожидается, что эта версия спутника будет обладать расширенными возможностями, что сделает ее реальным конкурентом на коммерческом рынке. Что такое квантовая связь:.
Эксперимент с лазерной связью запланирован на 2024 год. Один аппарат будет стоять на «Прогрессе», а второй — на МКС, и между ними будет отрабатываться процедура связи. Обсерватория предназначена для астрофизических исследований в ультрафиолетовом и видимом диапазонах электромагнитного спектра с высоким угловым разрешением, а также для регистрации гамма-излучения в энергетическом диапазоне от 10 кэВ до 10 МэВ.
Зона ответственности саровского ядерного центра — создание блока спектрографов для регистрации ультрафиолетового излучения звезд и построение их изображений в УФ- и оптическом участках спектра.
Artemis II станет первым лунным полетом с экипажем, который продемонстрирует технологии лазерной связи, отправляя данные на Землю со скоростью нисходящей линии связи до 260 мегабит в секунду. Усилия НАСА в области лазерной связи распространяются и на дальний космос. В настоящее время НАСА работает над будущим терминалом, который сможет тестировать лазерную связь на экстремальных расстояниях и в сложных условиях наведения. Будь то лазерная связь в околоземных миссиях, на Луне или в дальнем космосе, внедрение оптических систем станет неотъемлемой частью будущих миссий НАСА. Более высокие скорости передачи данных с помощью лазерной связи позволят исследовательским и научным миссиям отправлять больше данных на Землю и узнавать больше о Вселенной. НАСА сможет использовать информацию из изображений, видео и экспериментов не только для исследования околоземного региона, но и для подготовки к будущим миссиям на Марс и за его пределы. При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна Последние аномальные новости.
NASA передала лазерное сообщение на расстоянии в 16 миллионов километров
С точки зрения эффективности лазерная связь позволяет добиться роста скорости передачи данных в 10—100 раз, если сравнивать с применяемой сейчас. Особое преимущество лазерная связь имеет в том случае, когда, кроме данных ЛВС, требуется передача телефонного потока ИКМ30. TBIRD продолжает внедрение оптической связи НАСА, демонстрируя преимущества лазерной связи для околоземных научных миссий. «Роскосмос» планирует заняться лазерной связью на околоземной орбите.
Российские разработчики представили проект лазерной связи в космосе
Кроме того, лазерная связь обеспечивает повышенную безопасность по сравнению с традиционными радиоволнами, поскольку ее сложнее перехватить и декодировать. Изобретение относится к системам открытой оптической связи и касается терминалов лазерной связи, предназначенных для организации линий связи между наземными станциями. «Роскосмос» планирует заняться лазерной связью на околоземной орбите. Миссия НАСА Psyche, которая отправилась на исследование астероида 16 Psyche в Главном поясе, успешно провела первый тест лазерной связи в глубоком космосе. Высокоскоростная лазерная связь обеспечивает передачу информации с пропускной способностью от 34 до 155 Мбит/с.
Лазерная связь заменит радио. Испытания на пороге очередного космического прорыва.
Чем больше времени люди будут проводить на Луне, тем важнее будет быстрая связь для их психического благополучия. И в конце концов, видео станет критически важным для экипажей в дальнем космосе. Прежде чем O2O можно будет испытать в космосе, он должен будет пережить путешествие. Лазерные системы, установленные на космическом корабле, используют телескопы для отправки и приема сигналов. Эти телескопы полагаются на сложно расположенные зеркала и множество других движущихся частей. O2O будет использовать внеосевую систему Кассегрена , телескоп с двумя зеркалами для фокусировки захваченного света, установленный на вращающемся карданном подвесе. Исследователи из Lincoln Lab выбрали именно такой тип, потому что он позволит им отделить телескоп от оптического приемопередатчика, что сделает всю систему более модульной. Инженеры также должны убедиться, что ракета-носитель, выводящий Орион в космос, «не растрясет» драгоценное оборудование.
Они разработали специальные застежки и крепления, которые, как они надеются, уменьшат вибрации и сохранят все в целости и сохранности во время бурного запуска. Когда O2O окажется в космосе, она должна быть точно нацелена на приемник на Земле. Трудно пропустить радиосигнал, если он имеет поперечное сечение размером с большую страну. А вот оптический импульс диаметром в 6 км может легко промахнуться мимо Земли при небольшом отклонении космического корабля. Бортовое оборудование Ориона также будет генерировать постоянные незначительные вибрации, любой из которых будет достаточно для неточной отправки оптического сигнала. Она будет измерять вибрации от корабля и производить противоположные вибрации, чтобы в итоге устранить их — «как наушники с шумоподавлением», говорит Корнуэлл. Последнее препятствие для работы O2O — это облачный покров на Земле.
Инфракрасные волны с длиной 1550 нм, которые использует O2O, легко поглощаются облаками. Лазерный луч может без проблем пройти почти 400 000 км от Луны и быть заблокированным всего в паре километров над поверхностью Земли. На сегодняшний день лучшая защита от потери сигнала из-за облаков состоит в отправке лучей к нескольким приемникам сразу. Оптическая система Lincoln Lab на антивибрационной платформе. Шлюз The Gateway , который планируется построить в 2020-х годах, предоставит гораздо более широкие возможности для высокоскоростной лазерной связи в космосе.
В то время как оригинальной радиочастотной системе потребовалось около девяти недель, чтобы отправить полную карту Марса обратно на Землю, при использовании лазеров потребовалось около девяти дней. Таким образом, благодаря более высокой скорости передачи данных миссия сможет отправлять на Землю больше изображений и видео за одну передачу. После установки на космической станции ILLUMA-T продемонстрирует преимущества более высокой скорости передачи данных для миссий на околоземной орбите. Лазерная связь обеспечивает большую гибкость миссии и быстрый способ доступа к данным из космоса.
НАСА в настоящее время интегрирует эту технологию в демонстрации околоземного, лунного и дальнего космоса.
В ближайшее время разработчики планируют подготовить и представить публике новую версию прототипа, которая будет обладать усовершенствованной оптикой и будет полностью готова к установке на борт реального космического аппарата. Фото: МФТИ Лазерная связь позволит на высокой скорости обмениваться информацией не только между аппаратами на орбите, но и с наземными станциями Корпус и некоторые другие детали системы были изготовлены при помощи систем трехмерной печати и ЧПУ-станков , при этом все компоненты системы можно уместить в небольшой коробке, которую потенциально можно установить в том числе и на борт микроспутников. В перспективе высокая скорость обмена информации и дальность работы этой лазерной системы связи позволит российским орбитальным зондам обмениваться информацией как между аппаратами на орбите, так и связываться с наземными станциями. Межспутниковый лазерный интернет Большое количество стран занимается созданием многоспутниковых систем. Многоспутниковым группировкам нужна межспутниковая система связи.
На этой площадке было установлено специальное зеркало, которое отразило луч и вернуло его обратно к источнику. Эксперимент занял примерно пять минут. Он открывает новые возможности перед наукой. Исследователи пишут, что их работа стала очередным шагом на пути создания эффективных систем передачи лазерных сигналов на большие расстояния. Такие системы в будущем могут использоваться для связи между наземными станциями и спутниками или орбитальными космическими кораблями. Их можно использовать и для подключения атомных часов.