В России создан прототип компактного терминала космической лазерной связи, который можно использовать на спутниках формата кубсат. Лазерная связь обладает рядом преимуществ, включая высокую скорость и энергоэффективность, но сталкивается с вызовами.
Эксперты NASA протестировали новую систему лазерной связи. Не обошлось без котиков
Переход на лазерную связь позволит увеличить пропускную способность от 10 до 100 раз по сравнению с радиосвязью. Лазерная связь обеспечивает большую гибкость миссии и быстрый способ доступа к данным из космоса. Лазерная система связи SpaceX Starlink передаёт 42 млн гигабайт данных в день. Устройство связи ориентировалось на лазерный сигнал «маяка», отправленный с Земли. Особое преимущество лазерная связь имеет в том случае, когда, кроме данных ЛВС, требуется передача телефонного потока ИКМ30. Новые лазерные системы связи могут обеспечить быструю передачу огромных объемов данных с Луны.
Лазерная связь заменит радио. Испытания на пороге очередного космического прорыва.
Испытания проводились 8 апреля, сеанс связи продлился около 10 минут. С точки зрения эффективности лазерная связь позволяет добиться роста скорости передачи данных в 10—100 раз, если сравнивать с применяемой сейчас. Недавно система поставила рекорд скорости передачи данных: 11 декабря 2023 года в рамках эксперимента был отправлен 15-секундный отрезок видео в UHD-разрешении.
При этом чем выше частота до 1,5 ГГц , тем больше объём передаваемой информации. Далее сигнал демодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса. 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].
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. И есть подозрения, что это не что иное, как обломок ядра когда-то погибшей планеты. И это особенно привлекательно с учётом того, что сам астероидный пояс растянулся кольцом именно там, где по расчётам должна была бы находиться планета. Астероид Психея.
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.
НАСА протестировало лазерную связь в космосе на расстоянии свыше 16 000 000 км
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". Недавно JPL провела эксперимент по использованию Паломарской обсерватории, экспериментальной оптической радиочастотной антенны в комплексе глубокой космической связи DSN в Голдстоу, Калифорния, и детектора на горе Столовая для одновременного приема одного и того же сигнала.
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.
Фото: gettyimages. Эта технология повысит скорость передачи данных в 10-100 раз по сравнению с текущими возможностями, потенциально прокладывая путь к новому стандарту связи в дальнем космосе. НАСА планирует важный шаг к достижению этой цели, запустив и протестировав свою первую двустороннюю сквозную лазерную систему связи.
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.
Установлен мировой рекорд дальности передачи лазерного сигнала
| В МФТИ создан терминал космической лазерной связи | Лазерная связь между спутниками связи на орбите предоставит возможность абонентам на Земле обмениваться данными с малыми задержками, что позволит пассажирам самолётов. |
| Росатом запланировал эксперимент с космической лазерной связью на 2024 год — Новости Космонавтики | Системы лазерной связи упаковывают данные в колебания световых волн в лазерах, кодируя сообщение в оптический сигнал, который передаётся на приёмник через инфракрасные лучи. |
Установлен мировой рекорд дальности передачи лазерного сигнала
| SpaceLink продемонстрирует лазерную связь с МКС в 2024 году | В США решили отложить испытания межспутниковой лазерной связи, проект создания которой получил наименование Blackjack. |
| SpaceLink продемонстрирует лазерную связь с МКС в 2024 году | Миссия НАСА Psyche, которая отправилась на исследование астероида 16 Psyche в Главном поясе, успешно провела первый тест лазерной связи в глубоком космосе. |
| SpaceLink продемонстрирует лазерную связь с МКС в 2024 году | быстро и качественно, надежно и эффективно решает проблему ближней связи между двумя зданиями, находящимися на расстоянии до 1200 м и в прямой видимости. |
"Дочка" "ИКС Холдинга" займется лазерной связью вслед за Starlink
Для «Системы лазерной связи» (КЭ «СЛС») возможно и перспективно применение оптоэлектронных процессоров для увеличения скорости передачи данных. Лазерные станции используются для решения задач наземного автоматизированного комплекса управления группировкой отечественных космических аппаратов (КА). Как отмечают разработчики устройства, созданный ими макет терминала космической лазерной связи, в соответствии с проведенными расчетами, будет потреблять около 15 Вт энергии и при.
NASA запускает лазерную связь сегодня, 5 декабря
При этом чем выше частота до 1,5 ГГц , тем больше объём передаваемой информации. Далее сигнал демодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса. 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].
Во время полета луч «следит» за самолетом, находясь все время в одной точке. Лазерные приемопередатчики почти не ухудшают аэродинамические качества самолета При этом лазерные приемопередатчики существенно компактнее, например, используемых сейчас спутниковых антенн: один такой «горб» в верхней части фюзеляжа создает аэродинамическое сопротивление, которое полностью нивелирует выигрыш от использования винглетов! Спутниковая антенна полностью нивелирует весь выигрыш от наличия винглетов Самое же интересное заключается в том, что каждый самолет работает как ретранслятор сигнала на другие самолеты, летящие поблизости.
То есть, с наземной станцией связывается не каждый борт, а только некоторые.
Одновременно с передачей информации по радиочастоте лазерные системы передавали часть тех же данных Паломарской обсерватории. Зонд вновь стал передавать данные о состоянии своих систем. Проблема была вызвана неисправностью чипа памяти в подсистеме полетных данных FDS , которая отвечает за упаковку научных и инженерных данных перед их отправкой на Землю.
Более современная космическая связь может ускорить научные исследования в ходе миссий в дальний космос реклама 14 ноября НАСА смогло принять лазерный сигнал, исходящий от прибора, находящегося на борту космического аппарата «Психея», который в настоящее время удалился от Земли на дистанцию свыше 16 миллионов километров. Это расстояние более чем в 40 раз превышает среднее расстояние от Земли до Луны. Зонд "Психея" направляется к одноименному металлическому астероиду. Аппарат "Психея" у одноименного астероида в представлении художника реклама Испытания системы дальней космической оптической связи DSOC начались в Калифорнии, на базе Лаборатории реактивного движения в Столовой горе. Там, на холмах недалеко от Лос-Анджелеса, инженеры включили маяк исходящей линии связи — лазер ближнего инфракрасного диапазона, направленный в сторону "Психеи".
Луч на Землю: В NASA сообщили о получении лазерного сигнала из космоса
| NASA впервые протестирует лазерную связь в космосе » Актуальные новости | Лазерная связь между спутниками связи на орбите предоставит возможность абонентам на Земле обмениваться данными с малыми задержками, что позволит пассажирам самолётов. |
| НАСА тестирует двустороннюю высокоскоростную лазерную систему космической связи | Сообщается, что предыдущий рекорд дальности передачи стабильного лазерного луча значительно превзойден. |
| Лазерная связь заработает в России | Технология оптической связи из далекого космоса прошла очередную проверку в эксперименте NASA. |
| Лазерной связью в России будет заниматься «Роскосмос» | Ее спутники Starlink начали использовать лазерную связь для обратной связи. |
Система «Сфера» получит лазерную связь
В ближайшей перспективе разработчики планирует представить версию терминала с усовершенствованной оптикой. Ранее издание SpaceNews сообщило, что американская компания John Deere выбрала SpaceX для подключения своих беспилотных тракторов к спутниковому интернету для обеспечения их автономной работы в условиях сельской местн ости.
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.
На принимающей стороне оптическая система фокусирует оптический сигнал на высокочувствительный фотодиод или лавинный фотодиод , который преобразует оптический пучок в электрический сигнал. При этом чем выше частота до 1,5 ГГц , тем больше объём передаваемой информации. Далее сигнал демодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса. 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.
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.
НАСА тестирует двустороннюю высокоскоростную лазерную систему космической связи
Инженеры NASA испытали первую систему лазерной связи, работающую на межпланетных расстояниях. Лазерная связь позволит передавать на Землю от 10 до 100 раз больше данных, чем современные радиочастотные системы. TBIRD продолжает внедрение оптической связи НАСА, демонстрируя преимущества лазерной связи для околоземных научных миссий.
"Дочка" "ИКС Холдинга" займется лазерной связью вслед за Starlink
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.
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. Радиостанции работают в двух диапазонах частот 146-174 МГц и 401-486 МГц.
Испытания проводились 8 апреля, сеанс связи продлился около 10 минут.
С точки зрения эффективности лазерная связь позволяет добиться роста скорости передачи данных в 10—100 раз, если сравнивать с применяемой сейчас. Недавно система поставила рекорд скорости передачи данных: 11 декабря 2023 года в рамках эксперимента был отправлен 15-секундный отрезок видео в UHD-разрешении.
Снимок Земли, переданный Вояджером в 1990 году с расстояния в 6 млрд километров. Сейчас скорость обмена информации с ним не превышает сотни бит в секунду, так что на передачу такой фотографии понадобится не один час. Лазерная связь — сложная штука.
Малейший сдвиг космического корабля может привести к отклонению лазерного луча от курса, а проходящее над приемником облако на Земле может прервать его. 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.
В России создали образец терминала космической лазерной связи
Спутники российской орбитальной группировки «Сфера» будут общаться друг с другом с помощью лазерной связи. Системы лазерной связи легче, гибче и безопаснее радиочастотных систем, при этом могут использоваться совместно с ними. Transcelestial создала запатентованную технологию беспроводной лазерной связи (иначе называемую беспроводной волоконной оптикой), которая сочетает в себе скорость оптоволокна. При этом инфракрасный свет, который может использовать лазерная связь, имеет гораздо более высокую частоту, чем радиоволны.