Как заявил глава «Роскосмоса» Рогозин, в рамках проекта «Сфера» госкорпорация будет заниматься лазерной связью. НАСА впервые в истории установило двустороннюю лазерную связь между демонстрационной системой ретрансляции лазерной связи (LCRD) и интегрированным терминалом модема и. Кроме того, лазерная связь обеспечивает повышенную безопасность по сравнению с традиционными радиоволнами, поскольку ее сложнее перехватить и декодировать. Лазерный луч обеспечивает высокоскоростную связь с очень низкой вероятностью обнаружения, малыми затратами на. быстро и качественно, надежно и эффективно решает проблему ближней связи между двумя зданиями, находящимися на расстоянии до 1200 м и в прямой видимости.
Земля впервые получила лазерный сигнал с расстояния 16 миллионов километров
Например, первый сеанс оптической связи с «Психеей» состоялся, когда она улетела от Земли на 31 млн км. Подобные скорости в оптике будут на один—два порядка выше, чем в радиочастотном диапазоне. Оптика на порядок увеличила бы его пропускную способность. Блок лазерного приёмопередатчика «Психеи» не предназначен для передачи научных данных с борта зонда на Землю.
Новая система представляет собой наземный излучатель лазера с длиной волны 1150 нанометров. На беспилотнике устанавливается лазерный детектор и система зеркал. Суть системы заключается в том, что лазерная установка наводит луч на беспилотник. Система зеркал на беспилотнике затем модулирует лазерный луч в соответствии с передаваемыми данными и отражает его обратно.
Одна из идей предполагает переброску результатов съемки не напрямую, а через другой спутник: например, из среднеорбитальной группировки системы «СКИФ» или геостационарный спутник-ретранслятор. В этом плане лазерная связь является одной из самых перспективных по скорости передачи данных и конфиденциальности.
В рамках НИР «Лазер» планируется разработка двух терминалов межспутниковой связи, а в последующем — наземного оборудования для связи «космос — Земля». В рамках другой работы — «Типоряд» — будет вестись поиск технологий создания масштабируемых унифицированных спутниковых платформ для группировок связи и ДЗЗ. Идеология проста: несмотря на разную специфику, космические аппараты должны базироваться на одних и тех же технических решениях. Тем не менее все эти спутники относятся к малым, и для них будет создана линейка унифицированных платформ». Работой по «Типоряду», в которой участвуют как предприятия Роскосмоса, так и частные компании всего около десяти организаций , руководит генеральный конструктор по автоматическим космическим комплексам и системам Виктор Хартов. Наконец, в рамках НИР «Цифра» ставится задача перехода к гибким цифровым полезным нагрузкам для перспективных телекоммуникационных cпутников. Это позволит оптимально использовать аппарат, корректировать его зоны обслуживания и перераспределять мощность в лучах, а в перспективе обеспечить перенос сигнала в другую полосу частот. Космический аппарат, обладающий такими возможностями, будет способен рационально использовать все свои ресурсы: например, если того потребует чрезвычайная ситуация или меняющийся рынок телекоммуникационных услуг. Сегодня, к сожалению, практически все гражданские спутники связи создаются с использованием иностранных комплектующих.
Что такое лазерная связь? Она позволяет соединять космические аппараты не только с наземными станциями, но и друг с другом. Благодаря высокой пропускной способности линий лазерной связи появляется возможность минимизировать количество наземных пунктов связи, расширяя зону покрытия. По сравнению с радиосвязью лазерная обладает большей скоростью передачи данных, меньшим энергопотреблением и низкой возможностью перехвата. Основным ее недостатком является необходимость точного наведения луча, захвата и слежения за космическим аппаратом. Поскольку расходимость лазерного пучка очень невелика, задача попасть лучом с одного спутника в оптическое приемное устройство другого чрезвычайно сложна на расстоянии в 1000 километров от источника излучения пучок имеет диаметр всего 10 метров — нужен компромисс между точностью наведения и мощностью лазера. Кроме того, лазерный луч — отличное решение в вакууме, но в условиях атмосферы это не самый лучший выбор в качестве линии связи из-за существенного затухания сигнала в облаках, дожде и тумане. Мониторинг Земли на новых технологиях Еще год назад заявлялось, что по проекту «Сфера» на низкие орбиты будет выведено более 200 малых космических аппаратов высокопериодичного всепогодного мониторинга Земли «Беркут». Предполагалось, что они будут нескольких типов — обзорные, высокодетальные и радиолокационные.
По функционалу спутников планы не поменялись, но вот разговоры о численности группировки пока преждевременны.
Эксперименты с этой технологией уже проводятся различными космическими агентствами и частными компаниями, такими как NASA, SpaceX и Amazon. Новый проект представляет собой амбициозную инициативу, направленную на революционизацию интернет-соединения по всему миру. Он предполагает создание глобальной сети спутников, охватывающей более 70 стран, что делает доступ в интернет возможным в любой точке земного шара. Несмотря на сложности в разработке алгоритмов наведения для передачи лазерного сигнала на большие расстояния, проект «Бюро 1440» кажется перспективным в контексте активного развития низкоорбитальных космических систем, которым требуется эффективная межспутниковая связь.
Лазерной связью в России будет заниматься «Роскосмос»
Проект можно считать перспективным, поскольку сейчас в рамках различных федеральных программ активно идет разработка низкоорбитальных и среднеорбитальных группировок космических аппаратов, добавил начальник отдела интеграции телеком-решений Научно-исследовательского центра телекоммуникаций Московского физико-технического института Геннадий Себекин. Такая работа так или иначе предполагает элемент межспутниковой связи, в основу которой будет положена как раз технология лазерной связи. Поэтому это хорошо коррелирует с разработкой упомянутого терминала, отметил он. По его словам, терминал некий блок, один или несколько устанавливается на космических аппаратах. С одного спутника "пучок света" оптическое излучение направляется на другой спутник для передачи информации. Потом какой-то из них в группировке должен "приземлить" сигнал на землю, добавил Себекин. Лазерная связь сильно зависит от атмосферных показателей, с радиосвязью же вопрос давно изучен и отработан", — заключил эксперт. Основная сложность, по мнению Себекина, заключается в том, как попасть пучком света лазера на расстоянии более 2 тыс. По словам Сергея Алексеева, для реализации проекта важны "не столько деньги, сколько научная школа" — некий задел, база.
В настоящее время ведомство использует обычную радиочастотную связь, но она имеет ограниченную пропускную способность сигнала.
Следует учитывать, что в космическое пространство отправляют всё больше сложного оборудования. По данной причине необходимо увеличить поток сигналов для более эффективной и быстрой передачи необходимой информации. Специалисты NASA запланировали использовать для связи дополнительный сегмент частотного диапазона с использованием новейших технологий.
Например, первый сеанс оптической связи с «Психеей» состоялся, когда она улетела от Земли на 31 млн км. Подобные скорости в оптике будут на один—два порядка выше, чем в радиочастотном диапазоне. Оптика на порядок увеличила бы его пропускную способность. Блок лазерного приёмопередатчика «Психеи» не предназначен для передачи научных данных с борта зонда на Землю.
Для демонстрации и испытаний возможностей оптической связи видео и другие данные были записаны в него ещё на Земле.
Изделия могут применяться в радиолокации, телекоммуникациях, авиации, системах криптозащиты, машинном зрении и лазерной дальномерии. Входящее в состав холдинга предприятие «Оптрон» демонстрирует на выставке широкую линейку диодов различных типов в корпусе для поверхностного монтажа.
Устройства используются в составе радиостанций, радиодальномеров и радиовысотомеров, в аппаратуре шифрования сигналов, маршрутизаторах доступа, бортовом оборудовании летательных аппаратов и радиолокационных станциях. Изделия представляют собой высокочувствительные полупроводниковые приборы, преобразующие свет в электрический сигнал.
Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
Система оптической связи Орион Artemis II (O2O) обеспечит лазерную связь во время миссии Artemis II. «Роскосмос» планирует заняться лазерной связью на околоземной орбите. Беспроводные терминалы лазерной связи могут обеспечить надежную связь между научными группами, базовыми лагерями и исследовательскими станциями, преодолевая преграды и. Основным преимуществом использования лазерной связи по сравнению с радиоволнами является увеличенная полоса пропускания. Лазерная связь обеспечивает большую гибкость миссии и быстрый способ доступа к данным из космоса.
Лазерный эксперимент НАСА DSOC передал технические данные с расстояния 226 миллионов километров
Они способны обеспечить эффективную связь между различными точками производственного комплекса без необходимости прокладывания проводов, что упрощает развертывание и экономит ресурсы. Высокоскоростной интернет и передача данных: Технология лазерной связи обещает стать будущим стандартом для быстрого и надежного доступа в интернет в домашних условиях. Высокие скорости передачи данных могут обеспечить быстрый доступ к контенту в высоком разрешении, стриминговым сервисам и другим онлайн-приложениям. Интеграция с умными устройствами и IoT: Лазерная связь может стать основой для беспроводного соединения между умными устройствами в доме, такими как умные датчики, умные домашние устройства, системы безопасности и умное освещение. Это способствует созданию умных и эффективных домов. Беспроводная коммуникация в космосе: Космические исследования и миссии требуют передованных технологий связи.
Учёные уже определили, какое расстояние преодолел луч и за какое время.
Это один из старейших инструментов знаменитой Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института. В Лаборатории реактивного движения NASA установили, что он пришёл с расстояния порядка 16 миллионов километров от Земли это примерно в сорок раз дальше Луны и ему потребовалось на это чуть больше 50 секунд. Отправлен он космическим аппаратом, который направляется сейчас в главный пояс астероидов между Марсом и Юпитером, чтобы исследовать прелюбопытную двухсоткилометровую глыбу, которую астрономы назвали Психеей. Современная наука с помощью радаров установила, что глыба эта в основном железоникелевая. Это довольно-таки плотная, тяжёлая порода.
Удачный эксперимент Тестовые данные передавались одновременно через восходящий и нисходящий лазеры. Хотя это были не научные данные миссии Psyche, как планировалось, это все равно был большой успех. В течение короткого времени с помощью лазеров можно было передавать, принимать и декодировать только некоторые данные.
Цель эксперимента DSOC — продемонстрировать, что скорость передачи «лазерных данных» в 10-100 раз выше, чем у современных радиочастотных систем, используемых сегодня на космических аппаратах. 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.
Это событие знаменует собой значительный прогресс в технологии космической связи и открывает новые возможности для эффективной и быстрой передачи данных в космических миссиях. Использование инфракрасного света позволяет космическим аппаратам передавать и принимать сигналы с более узкой длиной волны, что дает возможность вместить больше данных в каждую передачу. Такое повышение эффективности передачи данных может привести к ускорению научных открытий и исследований. Преимущества лазерной связи многообразны.
Во-первых, она позволяет разрабатывать более эффективные и легкие системы, которые могут значительно уменьшить вес и размер коммуникационного оборудования на космических аппаратах.
Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС»)
Ее спутники Starlink начали использовать лазерную связь для обратной связи. Организуемый канал лазерной связи имеет высокую защищённость, скрытность и малозаметность. К сожалению, пока нет полноценной рабочей системы лазерной связи, а значит, переход на нее еще не состоится. Лазерная связь позволит передавать на Землю от 10 до 100 раз больше данных, чем современные радиочастотные системы. Лазерная связь сильно зависит от атмосферных показателей, с радиосвязью же вопрос давно изучен и отработан», — заключил эксперт. Специалисты создали самую стабильную систему связи со спутником с помощью лазерного луча.
Лазерной связью в России будет заниматься «Роскосмос»
| Лазерная связь заменит радио. Испытания на пороге очередного космического прорыва. | В США решили отложить испытания межспутниковой лазерной связи, проект создания которой получил наименование Blackjack. |
| Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС») - | У лазерной связи частота колебаний очень высокая, мы можем передавать по одному каналу до 100 Гб. |
| NASA установило новый рекорд лазерной связи в космосе - 226 млн км | Системы лазерной связи легче, гибче и безопаснее радиочастотных систем, при этом могут использоваться совместно с ними. |
Лазер вместо радиоволн: космическая связь в ИК-диапазоне ускорила передачу данных
В этом заключается идея применения лазерной связи, также известной как оптическая связь, вместо радиоволн. Особое преимущество лазерная связь имеет в том случае, когда, кроме данных ЛВС, требуется передача телефонного потока ИКМ30. Выставка «Связь» проходит с 23 по 26 апреля в Центральном выставочном комплексе «Экспоцентр» в Москве. Как отмечают разработчики устройства, созданный ими макет терминала космической лазерной связи, в соответствии с проведенными расчетами, будет потреблять около 15 Вт энергии и при. Лазерная связь позволит на высокой скорости обмениваться информацией не только между аппаратами на орбите, но и с наземными станциями. Системы лазерной связи упаковывают данные в колебания световых волн в лазерах, кодируя сообщение в оптический сигнал, который передаётся на приёмник через инфракрасные лучи.
Лазерный интернет: как оптическая связь изменит всю авиацию
Задача связи на таких дистанциях требует астрономической точности, но, в случае успеха, сулит огромные преимущества, поскольку лазерный свет имеет более короткие длины волн, чем радиоволны. А это позволит космическим миссиям отправлять в 10—100 раз больше информации в единицу времени, чем сейчас. Испытание 14 ноября ознаменовало «первый свет» для DSOC, и инженеры продолжат испытания системы во время путешествия «Психеи» к одноименному астероиду, находящемуся в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Аппарат должен попасть туда в 2029 году, а затем провести 29 месяцев, исследуя причудливый металлический мир.
Сетевое устройство CENTAURI компании создает беспроводную распределительную сеть между зданиями, традиционными вышками сотовой связи, столбами улиц и другой физической инфраструктурой. Возможности с более высокой пропускной способностью будут разблокированы и доступны для заказа в ближайшее время. Чтобы выполнить обещанное, мы создали производственные мощности, которые станут крупнейшими в мире по производству беспроводных волоконно-оптических устройств класса CENTAURI.
Такое снижение веса крайне важно для космических миссий, где важна каждая унция. Кроме того, лазерная связь обеспечивает повышенную безопасность по сравнению с традиционными радиоволнами, поскольку ее сложнее перехватить и декодировать. Этот аспект особенно важен для чувствительных миссий и связи с секретной информацией. Кроме того, лазерная связь позволяет создавать более гибкие наземные системы, обеспечивая лучшую адаптивность и масштабируемость сетей связи. После прибытия полезная нагрузка была установлена на японском экспериментальном модуле-объекте станции.
Блок лазерного приёмопередатчика «Психеи» не предназначен для передачи научных данных с борта зонда на Землю. 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.