Как заявил глава «Роскосмоса» Рогозин, в рамках проекта «Сфера» госкорпорация будет заниматься лазерной связью. С помощью лазера они смогли установить связь с «Психеей», которая сейчас находится в 16 миллионах километрах от Земли. Лазерная связь обладает рядом преимуществ, включая высокую скорость и энергоэффективность, но сталкивается с вызовами. В России создан прототип компактного терминала космической лазерной связи, который можно использовать на спутниках формата кубсат. Технологический эксперимент NASA на Международной космической станции обеспечил первую лазерную связь с орбитальной лазерной ретрансляционной системой.
Эксперты NASA протестировали новую систему лазерной связи. Не обошлось без котиков
Высокоскоростная лазерная связь обеспечивает передачу информации с пропускной способностью от 34 до 155 Мбит/с. Лазерная связь, использующая инфракрасный свет для передачи данных, обладает рядом преимуществ перед радиосвязью, включая высокую скорость и возможность передачи на. Российский спутник «Импульс-1» открывает лазерный канал связи.
Семейства, модели и их особенности
- Проект «Сфера» переходит к практической реализации
- Категории статьи
- Прием, Хьюстон, получите 4К-видео — на Луне появится система лазерной связи с Землей
- "Дочка" "ИКС Холдинга" займется лазерной связью вслед за Starlink
Лазерный интернет: как оптическая связь изменит всю авиацию
И это пока самое дальнее расстояние, с которого доводилось получать такой целенаправленный лазерный луч. До этого его посылали либо с околоземной орбиты, либо максимум с окололунной. Схема во всех случаях такая: сначала передатчик с Земли отправляет сигнал на космический аппарат, потом зонд посылает его назад, и его на Земле принимает телескоп. Как работает экспериментальная система NASA по оптической связи в дальнем космосе. К примеру, во время будущих телетрансляций из марсианской колонии тамошний корреспондент услышит вопрос землянина как минимум через три минуты, а то и через все двадцать. Это зависит от текущего взаимного расположения двух планет: расстояние между ними может составлять от 55 до 400 с лишним миллионов километров.
При передаче информации по лазерному лучу тратится намного меньше энергии. А значит, можно передать больше данных при тех же затратах. Ученые это давно понимали, но технически использовать технологию стало реально последние десять лет", — рассказал Сергей Алексеев. Вавилова" и еще несколько компаний. У них уже есть испытанные образцы — железные коробки, которые общаются лазерными лучами, отметил он.
В начале этого года в Московском физико-техническом институте представили макет терминала космической лазерной связи. В отличие от радиоволн луч лазера не так сильно рассеивается, а плотность его излучения в целевом секторе больше, чем у радиопередатчика, что позволяет обойтись без приемников длиной в десятки метров, заявляли авторы проекта. В мире самой известной компанией, работающей в этой области, является американская SpaceX, чьи спутники Starlink стали оснащать терминалами лазерной связи с 2021 года. В феврале этого года представители Starlink рассказывали о преимуществах лазерной связи между Землей и космосом: с ее помощью спутники могут обеспечить все потребности клиентов в течение двухчасового окна.
Данные также могут быть отправлены на приемопередатчик, а затем повторно соединены с Землей в ту же ночь. Лазерная технология связи в этом демонстрационном проекте НАСА предназначена для передачи данных со скоростью в 10-100 раз быстрее, чем современные радиочастотные системы, используемые сегодня в космических миссиях. Теперь, когда зонд находится в семь раз дальше, скорость, с которой он может отправлять и получать данные, уменьшилась, что было ожидаемо. Лазерная передача научных данных из глубокого космоса Во время испытаний 8 апреля команда проекта также дала команду полетному лазерному приемопередатчику на оптическую передачу данных, сгенерированных "Психеей".
Кен Эндрюс, руководитель летных операций по проекту в JPL, пояснил: "Это была передача небольшого количества данных за короткий промежуток времени, но тот факт, что мы делаем это сейчас, превзошел все наши ожидания".
Система лазерной связи подключилась к радиопередачику «Психеи», а затем отослала копию инженерных данных по световому лучу. Кроме того, инженерам впервые удалось скомандовать передатчику начать отправку данных, собранных «Психеей», по оптическому каналу. Одновременно с передачей информации по радиочастоте лазерные системы передавали часть тех же данных Паломарской обсерватории. Зонд вновь стал передавать данные о состоянии своих систем.
НАСА тестирует двустороннюю высокоскоростную лазерную систему космической связи
Как объяснили ученые, современные системы подводной лазерной связи имеют высокую стоимость и способны поддерживать широкий канал связи только на небольших дистанциях. В этом плане лазерная связь является одной из самых перспективных по скорости передачи данных и конфиденциальности. Для «Системы лазерной связи» (КЭ «СЛС») возможно и перспективно применение оптоэлектронных процессоров для увеличения скорости передачи данных.
Установлена лазерная связь на расстоянии 16 миллионов километров. Это в 40 раз дальше Луны
В апреле «Роскосмос» сообщил , что создал оператора по развитию национальной многоспутниковой орбитальной группировки «Сфера» путем реорганизации оператора, который работал совместно с британской компанией OneWeb. В августе 2021 года президент американской компании SpaceX Гвинн Шотвелл заявила , что все новые спутники глобальной системы Starlink получат лазерные терминалы.
В рамках экспозиции демонстрируются гетероструктуры на основе полупроводниковых материалов A3B5 арсенида галлия, нитрида галлия, карбида кремния , которые являются основой для изготовления любых лазерных диодов, светодиодов и фотоприемников. Разработка и освоение технологий выпуска опто- и фотоэлектронной компонентной базы — один из приоритетов Стратегии развития электронной промышленности России до 2030 года, и на выставке «Связь» наши предприятия уже демонстрируют образцы таких изделий», - рассказали в «Росэлектронике».
Кроме того, Концерн «Созвездие» показывает на выставке серийные образцы гражданских радиостанций стандарта DMR. Устройства могут выполнять индивидуальные, групповые или экстренные голосовые вызовы, отправлять текстовые сообщения, отслеживать координаты абонентов, контролировать состояние и даже положение раций.
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. 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.
Чем дальше аппарат Psyche будет удаляться на пути к своей цели, тем слабее будет сигнал фотонов лазера. Кроме того, фотонам потребуется больше времени для достижения пункта назначения, создавая задержку более 20 минут. К тому времени, как данные достигнут Земли, наземному контролю придётся корректировать новое положение космического аппарата. Тест был первым, который полностью включал наземные станции и передающее устройство, требуя от команд DSOC и Psyche работать вместе.
Это было сложное испытание, и нам предстоит ещё много работы, но на короткое время нам удалось передать, принять и декодировать некоторые данные.
Категории статьи
- SpaceLink продемонстрирует лазерную связь с МКС в 2024 году
- Читайте также
- Установлена лазерная связь на расстоянии 16 миллионов километров. Это в 40 раз дальше Луны
- Британцы испытали лазерную связь для беспилотников
NASA запускает лазерную связь сегодня, 5 декабря
А значит, можно передать больше данных при тех же затратах. Ученые это давно понимали, но технически использовать технологию стало реально последние десять лет", — рассказал Сергей Алексеев. Вавилова" и еще несколько компаний. У них уже есть испытанные образцы — железные коробки, которые общаются лазерными лучами, отметил он. В начале этого года в Московском физико-техническом институте представили макет терминала космической лазерной связи.
В отличие от радиоволн луч лазера не так сильно рассеивается, а плотность его излучения в целевом секторе больше, чем у радиопередатчика, что позволяет обойтись без приемников длиной в десятки метров, заявляли авторы проекта. В мире самой известной компанией, работающей в этой области, является американская SpaceX, чьи спутники Starlink стали оснащать терминалами лазерной связи с 2021 года. В феврале этого года представители Starlink рассказывали о преимуществах лазерной связи между Землей и космосом: с ее помощью спутники могут обеспечить все потребности клиентов в течение двухчасового окна. 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.
Как DSOC впервые будет использован для тестирования высокоскоростной передачи данных за пределы лунной орбиты и как это может изменить исследование дальнего космоса. После этого можно будет продемонстрировать высокую пропускную способность передачи данных от приемопередатчика к Паломару на различных расстояниях от Земли. Эти данные имеют форму битов, закодированных в фотонах — квантовых частицах света, излучаемых лазером. Цель эксперимента DSOC — продемонстрировать скорость передачи данных, в 10-100 раз превышающую возможности современных радиочастотных систем, используемых сегодня на космических аппаратах. Оптическая связь уже была продемонстрирована на низкой околоземной орбите и на Луне, но DSOC — это первое испытание в дальнем космосе.
Длина волны в большинстве реализованных систем варьируется в пределах 700—950 нм или 1550 нм, в зависимости от применяемого лазерного диода. Ключевой принцип АОЛС основан на компромиссе: чем большую продолжительность простоев вследствие неблагоприятных погодных условий туманов допускает заказчик, тем протяжённее будет канал связи. Иногда в состав АОЛС входит резервный радиоканал [2]. Применение[ править править код ] Беспроводная оптика рассматривается в качестве решения: на участках последней мили в условиях городской застройки для связи между многоэтажными домами, бизнес-центрами и узловыми точками сети ; для организации связи от узлов связи оператора до базовых станций сетей сотовой связи при больших объёмах передаваемого цифрового трафика 4G, LTE ; для связи объектов, когда прокладка кабеля невозможна промзоны, горная местность, железная дорога или стоимость этой прокладки велика; в качестве временного канала связи, а также в случаях, когда необходимо срочно организовать канал связи горячий резерв ; когда требуется закрытый канал связи, невосприимчивый к радиопомехам и не создающий их аэропорты, близость радиолокаторов, линий электропередач ; при необходимости уменьшения задержек [3] по сравнению с кабельными линиями. В космической технике[ править править код ] В настоящее время осуществлена успешная передача оптического лазерного сигнала на расстояние нескольких сотен тысяч километров.
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. Лавинные фотодиоды применяются в машинном зрении, оптоволоконной телекоммуникации и лазерной дальнометрии.
Установлен мировой рекорд дальности передачи лазерного сигнала
Использовать же на больших расстояниях ранее ее не удавалось, так как это довольно проблематично. Дело в том, что для передачи сигнала необходимо навести лазерный луч на приемник. Соответственно, чем больше расстояние, тем требуется более высокая точность. Кроме того, сигнал фотонов становится слабее, поэтому требуется больше времени, чтобы преодолеть необходимое расстояние. Схема работы системы оптической связи DSOC Лазерный сигнал из космоса принят на Земле Как сообщает Лаборатории реактивного движения НАСА , благодаря невероятно точному маневру, 14 ноября лазерный приемопередатчик на аппарате Психея зафиксировался на мощном маяке связи JPL, что позволило приемопередатчику DSOC направить на него лазер с расстояния 16 миллионов километров. К слову, это в 40 раз дальше, чем расстояние до Луны. Как сообщается в исследовании, фотонам потребовалось около 50 секунд, чтобы добраться от космического корабля до Земли. Когда же аппарат достигнет самого дальнего расстояния, лазеру понадобится 20 минут, чтобы достичь Земли, а затем вернуться назад к космическому аппарату. За это время сместится и Земля, и сам аппарат.
Поэтому для обеспечения стабильной связи необходимо учитывать данный фактор.
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. Кстати, такой эксперимент позволил бы, наконец, проверить в деле общую теорию относительности Эйнштейна.
После этого можно будет продемонстрировать высокую пропускную способность передачи данных от приемопередатчика к Паломару на различных расстояниях от Земли.
Эти данные имеют форму битов, закодированных в фотонах — квантовых частицах света, излучаемых лазером. Цель эксперимента DSOC — продемонстрировать скорость передачи данных, в 10-100 раз превышающую возможности современных радиочастотных систем, используемых сегодня на космических аппаратах. Оптическая связь уже была продемонстрирована на низкой околоземной орбите и на Луне, но DSOC — это первое испытание в дальнем космосе. При демонстрации необходимо учесть время, необходимое для прохождения света от космического аппарата до Земли: на самом дальнем расстоянии от нашей планеты фотоны ближнего инфракрасного диапазона, излучаемые DSOC, пройдут обратный путь примерно за 20 минут во время испытаний 14 ноября путь от «Психеи» до Земли занял около 50 секунд.
После того, как она прибудет на землю, данные будут переданы команде ILLUMA-T в Центре космических полетов имени Годдарда, чтобы проверить, что они по-прежнему точны и высокого качества на этих скоростях. Если эксперимент увенчается успехом, НАСА надеется, что лазерная связь может стать регулярной частью операций не только на МКС, но и для сети ближнего космоса, которая будет охватывать спутники, вращающиеся вокруг Земли и Луны, и сети Дальнего космоса.
NASA передала лазерное сообщение на расстоянии в 16 миллионов километров
Лазерная связь обеспечивает большую гибкость миссии и быстрый способ доступа к данным из космоса. Лазерные станции используются для решения задач наземного автоматизированного комплекса управления группировкой отечественных космических аппаратов (КА). Летный лазерный приемопередатчик для демонстрации технологии оптической связи в глубоком космосе (DSOC) в JPL в апреле 2021 года. Так вот, передача лазерного сигнала одноимённым зондом "Психея" была экспериментом NASA.
Лазерный сигнал
- Газета «Суть времени»
- Навигация по записям
- Новости партнеров
- Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
- Первый свет и первый бит