Основным преимуществом использования лазерной связи по сравнению с радиоволнами является увеличенная полоса пропускания. Лазерная связь, использующая инфракрасный свет для передачи данных, обладает рядом преимуществ перед радиосвязью, включая высокую скорость и возможность передачи на. Смысл в том, что преимуществом использования лазерной связи перед радиоволнами является увеличенная полоса пропускания, позволяющая передавать больше данных за меньшее время. В NASA сообщили, что 8 апреля провели очередное испытание дальней космической связи по оптическому каналу.
Лазерная связь заменит радио. Испытания на пороге очередного космического прорыва.
| RU2233549C2 - ЛАЗЕРНАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ - Яндекс.Патенты | Transcelestial создала запатентованную технологию беспроводной лазерной связи (иначе называемую беспроводной волоконной оптикой), которая сочетает в себе скорость оптоволокна. |
| «Роскосмос» проведет эксперимент по лазерной связи в 2023 году — Реальное время | Технология лазерной связи в этой демонстрации предназначена для передачи данных из глубокого космоса со скоростью в 10-100 раз быстрее. |
| Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС») | NASA впервые запускает в тестовом режиме инновационную лазерную связь. |
| Что за эксперимент с космической лазерной связью задумали в России? | Лазерная связь позволит передавать на Землю от 10 до 100 раз больше данных, чем современные радиочастотные системы. |
Установлен мировой рекорд дальности передачи лазерного сигнала
Благодаря высокой концентрации энергии позволяет передавать данные на большие расстояния и на большой скорости, например между спутниками, а также с Землей. Предполагается, что технология в перспективе может заменить радиосвязь. Терминалы лазерной связи — это оптико-механические модули "коробочки" , которые устанавливаются в разные части космического аппарата, и с их помощью направляются лазеры, пояснил РБК Сергей Алексеев. Предполагается, что группировка будет состоять из более чем 900 спутников. Помимо России компания планирует оказывать услуги более чем в 70 странах. Общий размер необходимых инвестиций, как и источники финансирования, не назывались.
В конце 2021 года стало известно, что ВТБ инвестирует в проект 2 млрд руб. Невозможно сделать его узконаправленным, и, если мы используем радио в космосе, огромное количество излучения улетает в никуда. При передаче информации по лазерному лучу тратится намного меньше энергии.
В долгосрочной перспективе технология начнёт применяться на коммерческих самолётах, в том числе для обеспечения пассажиров высокоскоростной связью на борту. Специалисты считают лазерную связь настоящей революцией в области передачи данных. Из-за высокого спроса на передачу информации посредством радосигналов в традиционной системе давно возникли узкие места. Лазерная связь позволяет передавать в 1 000 раз больше данных за единицу времени с в 10 раз большей скоростью.
Перехватить луч практически невозможно. Американские лётчики будут тренироваться на дронах-имитаторах.
Эксперты подчеркивают перспективность проекта в свете развития космических технологий и важность научной базы для его реализации. Лазерная связь обладает рядом преимуществ, включая высокую скорость и энергоэффективность, но сталкивается с вызовами, связанными с зависимостью от атмосферных условий и необходимостью точного наведения луча на целевой спутник. Напомним, технология лазерной связи, использующая инфракрасный свет для передачи данных, обещает большую скорость и дальность по сравнению с радиосвязью и может стать альтернативой ей в будущем.
Но все же такая оптическая связь позволит будущим миссиям получать обновления программного обеспечения в считанные минуты, а не дни. Космонавты будут защищены от одиночества, работая в космосе. А научное сообщество получит доступ к беспрецедентному потоку данных между Землей и Луной.
Сегодня космические агентства предпочитают использовать радиостанции в диапазоне S от 2 до 4 гигагерц и Ka от 26,5 до 40 ГГц для связи между космическим аппаратом и центром управления полетами. 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.
NASA запускает лазерную связь сегодня, 5 декабря
При этом инфракрасный свет, который может использовать лазерная связь, имеет гораздо более высокую частоту, чем радиоволны. Технология лазерной связи в этой демонстрации предназначена для передачи данных из глубокого космоса со скоростью в 10-100 раз быстрее. "Лазерная система молодых конструкторов Физтех-школы аэрофизики и космических исследований МФТИ позволяет реализовать связь принципиально нового качества с орбитой и. Система лазерной космической связи может быть в 10–100 раз эффективнее существующей радиочастотной технологии. Transcelestial создала запатентованную технологию беспроводной лазерной связи (иначе называемую беспроводной волоконной оптикой), которая сочетает в себе скорость оптоволокна.
НАСА тестирует двустороннюю высокоскоростную лазерную систему космической связи
| 22.08.2022. - Будущее лазерной связи НАСА | Однако установка космической связи на основе лазеров сопряжено с рядом технических -первых, лазерный свет формирует достаточно узкий лучи. |
| «Роскосмос» проведет эксперимент по лазерной связи в 2023 году | Напомню первая статья об лазерной связи в космосе написана год назад Прочитав комменты от предыдущей записи про слова Илона Маска о будущем суперскоростном канале Лондон Сидней. |
| Земля впервые получила лазерный сигнал с расстояния 16 миллионов километров - | Система оптической связи Орион Artemis II (O2O) обеспечит лазерную связь во время миссии Artemis II. |
| Луч на Землю: В NASA сообщили о получении лазерного сигнала из космоса | Изобретение относится к системам открытой оптической связи и касается терминалов лазерной связи, предназначенных для организации линий связи между наземными станциями. |
Российские учёные наладили связь со спутником, наблюдающим за Солнцем
Лазерная связь позволит передавать на Землю от 10 до 100 раз больше данных, чем современные радиочастотные системы. Лазерный луч обеспечивает высокоскоростную связь с очень низкой вероятностью обнаружения, малыми затратами на. В США решили отложить испытания межспутниковой лазерной связи, проект создания которой получил наименование Blackjack.
В России создали образец терминала космической лазерной связи
Лазерная связь сильно зависит от атмосферных показателей, с радиосвязью же вопрос давно изучен и отработан», — заключил эксперт. Лазерная связь двух объектов осуществляется только посредством соединения типа «точка-точка». Организуемый канал лазерной связи имеет высокую защищённость, скрытность и малозаметность. Система лазерной космической связи может быть в 10–100 раз эффективнее существующей радиочастотной технологии. Системы лазерной связи упаковывают данные в колебания световых волн в лазерах, кодируя сообщение в оптический сигнал, который передаётся на приёмник через инфракрасные лучи.
В NASA испытали лазерный «интернет»: 25 Мбит/с на расстояние 226 миллионов километров
Сама идея передачи данных в видимом оптическом диапазоне, в принципе, не нова, но Vialight Communications адаптировала ее именно для движущихся объектов, а Airborne Wireless Network готова развернуть сеть для гражданских самолетов. Принцип действия очень прост для понимания: на самолете устанавливаются лазерные приемопередатчики с подвижными оптическими элементами. На наземных станциях оптика тоже подвижная. Во время полета луч «следит» за самолетом, находясь все время в одной точке.
Окончательное решение о численности и составе спутниковых группировок будет приниматься на основе показанных результатов. Пандемия и необходимость решения приоритетных государственных задач внесли определенные коррективы в планы реализации федерального проекта «Сфера». Создание национальной многоспутниковой группировки связи и дистанционного зондирования Земли ДЗЗ продолжится, но процесс будет поэтапным и более вариативным. Позади длительное — свыше двух лет — согласование в федеральных органах исполнительной власти. В результате Минфином было предусмотрено финансирование первоочередных работ по проекту «Сфера» — 7 млрд рублей на этот год и еще по 7 млрд ежегодно с 2022 по 2024 год, — рассказал «Русскому космосу» директор Департамента перспективных программ и проекта СФЕРА Сергей Прохоров. Топ-менеджер Роскосмоса не скрывает, что на текущий момент «Сфера» серьезно отличается от первоначального варианта 2019 г.
Он считает, что сказалось стечение обстоятельств: «В последнее время произошло несколько хорошо известных событий, которые повлекли за собой колоссальные расходы государства. Это и пандемия, последствия которой повлияли на социально-экономическую ситуацию в стране, и санкции, под которые попали ряд российских предприятий и отраслей. Думаю, задержка с согласованием и все внесенные изменения вызваны именно этими форс-мажорными обстоятельствами». Тем не менее все это время Роскосмос продолжал вести разработку и продвижение фронтальной стратегии развития Госкорпорации, в основе которой заложен проект «Сфера». В целом предстоящий трехлетний этап «Сферы» можно назвать подготовительным: в его рамках будут отрабатываться различные технологии и изготавливаться опытные образцы техники. От результатов этапа зависит, по какому пути пойдет процесс серийного производства и развертывания группировок на орбитах.
При всех изменениях основная идея проекта — космос для человека — остается прежней. Что важно знать о «Сфере»? Благодаря ей будет создана самая современная система коммуникаций и мониторинга, включающая как существующую, так и перспективную космическую инфраструктуру. Значительная часть территории нашей страны расположена в высоких широтах, где плотность населения невелика, а зоны тайги, тундры и вечной мерзлоты мешают прокладке сетей оптоволоконной связи. В таких местах предоставить полный комплекс телекоммуникационных услуг для стационарных и подвижных объектов, обеспечить связанность территорий помогут спутники. Достичь указанных целей планируется путем развертывания группировок со спутниками связи «Ямал» и «Экспресс» на геостационарных и «Экспресс-РВ» на высокоэллиптических орбитах, с аппаратами широкополосного доступа в Интернет «СКИФ» на средних орбитах и спутниками для обеспечения «интернета вещей» «Марафон IoT» на низких орбитах.
В результате будут развиваться интегрированные сервисы для роста всех отраслей экономики страны. Сюда можно включить и обслуживание Северного морского пути — перспективного транспортного коридора, а также развитие широкополосного доступа в Интернет и «интернета вещей» в удаленных и труднодоступных районах страны. О проекте «Сфера» впервые рассказал в ходе прямой линии 7 июня 2018 г.
Набор измерений, выполняемых лазерными станциями, определяется составом измерительных каналов, который в общем случае различен для каждой из станций. В целом, лазерные станции обеспечивают проведение следующих видов первичных измерений: поиск и обнаружение космических объектов КО по отражённому солнечному излучению; измерение угловых координат КО, в том числе астрометрическим методом по отношению к опорным звёздам ; измерение фотометрических параметров сигнатур по отражённому солнечному излучению и их изменений во времени; наведение лазерного луча, сканирование лазерным лучом и обнаружение отражённого лазерного излучения от КА с ретрорефлекторами; высокоточное измерение наклонной дальности до космических аппаратов, оснащённых ретрорефлеторными системами; получение видовой информации изображений КО с применением адаптивных оптических систем. В максимальной комплектации российские лазерные станции имеют в своём составе четыре измерительных канала: дальномерный, угломерный, фотометрический и адаптивный для получения детальных изображений КА.
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. Lincoln Lab сыграла важную роль в разработке многих систем лазерной связи в миссиях НАСА, начиная с первых демонстраций, проведенных с помощью засекреченного спутника GeoLITE в 2001 году. Я был рад, что НАСА все же решила использовать лазерную связь в этой миссии». Наземная установка для лазерной связи. В дополнение к радио S-диапазона, во время миссии Артемида-2 Орион будет нести лазерную систему под названием Optical to Orion , или O2O. Ее главная задача будет заключаться в передаче 4K-видео с Луны зрителям на Землю.
В случае успеха O2O откроет дверь для обмена большими объемами информации между будущими миссиями и Землей, позволяя проводить видеочаты с семьей, частные консультации с врачами или даже просто смотреть спортивные соревнования во время отдыха. 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.
В NASA испытали лазерный «интернет»: 25 Мбит/с на расстояние 226 миллионов километров
Оптическая связь в своей основе имеет инфракрасное световое излучение вместо традиционных радиоволн для передачи и приема сигналов. У инфракрасного света короче длина волны, это позволяет упаковывать больше данных в каждую передачу. Использование лазерной связи значительно повышает эффективность передачи данных и способствует более быстрому развитию научных открытий. После прибытия, груз был установлен на внешней области станции. Благодаря этим компонентам, возможно осуществление дальнейшей навигации и сопровождения LCRD, расположенного на геосинхронной орбите. Оптический модуль ILLUMA-T имеет размеры, сравнимые с микроволновой печью, а его полезная нагрузка соответствует стандартному холодильнику. Лазерная связь не только обеспечит передачу колоссальных массивов данных с научных миссий, но также послужит надежным средством коммуникации между астронавтами и Землей во время исследования Луны, Марса и дальних границ космоса — доктор Джейсон Митчелл, директор дивизиона по передовым коммуникационным и навигационным технологиям SCaN.
Сразу после монтажа оборудования, инженеры приступили к проведению испытаний и контрольных проверок с целью убедиться в нормальной работе ILLUMA-T.
Далее специалисты будут проводить эксперименты, которые позволят оптимизировать внедрение новой технологии в проекты NASA, чтобы сделать научные исследования максимально эффективными. Специалистам удалось отправить данные с помощью лазера далеко за пределы Луны — на расстояние почти в 16 миллионов километров от Земли. Данные получил космический аппарат Psyche, направляющийся к одноименному астероиду в поясе астероидов между Марсом и Юпитером.
Terran Orbital из Ирвина, Калифорния, предоставляет космический корабль, интегрирует полезную нагрузку и выполняет миссии PTD. Такой подход позволяет серии PTD быстро и недорого демонстрировать новые технологии подсистем для увеличения возможностей малых космических аппаратов.
Помимо того, что TBIRD находится на стандартном коммерческом космическом корабле, он также был построен из существующих коммерческих телекоммуникационных аппаратных продуктов, которые были модифицированы для экстремальных условий космоса. 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.
Глобальная система связи аэрокосмического ведомства Соединённых Штатов будет значительно модернизирована. На 5 декабря запланировали демонстрацию запуска лазерной ретрансляции. 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.
В МФТИ создан терминал космической лазерной связи
Она добавила, что, как только SpaceX будет иметь межспутниковую лазерную связь, работающую последовательно по всей сети, "Starlink станет одним из самых быстрых вариантов передачи данных по всему миру.
Это самая дальняя в истории демонстрация оптической связи. DSOC настроен на передачу тестовых данных с высокой пропускной способностью на Землю в ходе двухлетней демонстрации технологии во время полета Psyche к главному поясу астероидов между Марсом и Юпитером. 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.
Затем «Психее» был отправлен обратный сигнал. Тогда на Землю, которая находилась в 31 млн км, было отправлено 15-секундное видео в сверхвысоком разрешении, рассказывает сайт NASA. Теперь аппарат отдалился от дома еще больше, и скорость передачи данных упала. Когда 8 апреля он снова связался с Землей, это произошло уже на расстоянии 226 млн км. 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.
Учёные получили подтверждение успешного размещения спутника на орбите и установили первые связи с ним. Планируется, что «Импульс-1» будет работать на орбите не менее двух лет. На борту спутника установлен прибор «РЕФОС», который предназначен для наблюдения за вспышками в солнечной короне в мягком рентгеновском диапазоне.
Лазер вместо радиоволн: космическая связь в ИК-диапазоне ускорила передачу данных
По крайней мере, в экспериментальных установках. На более близких дистанциях скорость оптической связи ощутимо выше. 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.
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. Чтобы решить проблему, учёные разработали собственную версию автоматического повторного запроса ARQ — протокола для контроля ошибок при передаче данных по каналу связи.
То есть, если сейчас они с охраняются бортовыми самописцами и анализируются только после катастрофы и мы знаем, что послужило ее причиной , то в будущем можно будет эти катастрофы предотвратить. Кроме того, в режиме реального времени можно будет транслировать на землю изображение с камер, так что уж точно не повторится ситуация с малайзийским «Боингом» MH370 , который просто «потерялся». Илья Шатилин.
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.
"Дочка" "ИКС Холдинга" займется лазерной связью вслед за Starlink
Задача связи на таких дистанциях требует астрономической точности, но, в случае успеха, сулит огромные преимущества, поскольку лазерный свет имеет более короткие длины волн. быстро и качественно, надежно и эффективно решает проблему ближней связи между двумя зданиями, находящимися на расстоянии до 1200 м и в прямой видимости. НАСА планирует важный шаг к достижению этой цели, запустив и протестировав свою первую двустороннюю сквозную лазерную систему связи. Сеанс связи с зондом состоялся, когда тот был на удалении 226 млн км.