В NASA пояснили, что новая система лазерной связи предназначена для передачи данных из глубокого космоса. Лазерная система связи SpaceX Starlink передаёт 42 млн гигабайт данных в день.
В России создали образец терминала космической лазерной связи
Лазерная система связи SpaceX Starlink передаёт 42 млн гигабайт данных в день. быстро и качественно, надежно и эффективно решает проблему ближней связи между двумя зданиями, находящимися на расстоянии до 1200 м и в прямой видимости. «Московские новости» продолжают серию материалов о цифровом бессмертии — о том, как технологии позволяют имитировать личность человека и создавать цифровых двойников. “Широкополосная лазерная связь для околоземной орбиты и спутников на Лунной орбите доказана, но дальний космос создает новые проблемы”. Выставка «Связь» проходит с 23 по 26 апреля в Центральном выставочном комплексе «Экспоцентр» в Москве. Выставка «Связь» проходит с 23 по 26 апреля в Центральном выставочном комплексе «Экспоцентр» в Москве.
"Дочка" "ИКС Холдинга" займется лазерной связью вслед за Starlink
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. Одновременно с передачей информации по радиочастоте лазерные системы передавали часть тех же данных Паломарской обсерватории.
Благодаря высокой скорости передачи данных и экономии энергии эта технология может заменить привычную радиосвязь в космосе, пишет РБК. По словам ведущего специалиста по космической оптике Сергея Алексеева, работа над проектом началась два года назад. Представители «ИКС Холдинга» отказались комментировать эту инициативу. Однако, как указано на портале hh.
Это действительно революционная возможность». Запущенный в начале 2023 года в стволе Dragon 27-й коммерческой миссии SpaceX по доставке грузов на Международную космическую станцию, интегрированный низкоорбитальный пользовательский модем и терминал-усилитель LCRD ILLUMA-T обеспечит лазерную связь с орбитальной лабораторией и расширит возможности живых астронавтов. С такой скоростью полнометражный фильм можно было скачать менее чем за минуту. O2O сможет передавать изображения и видео высокого разрешения, когда астронавты вернутся в лунный регион впервые за более чем 50 лет. 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.
Экспериментальное устройство связи для дальнего космоса использовало лазерный сигнал для передачи данных на Землю. Читайте «Хайтек» в Устройство дальней космической оптической связи НАСА на борту космического корабля «Психея» установило сверхскоростное лазерное соединение для передачи данных на расстоянии 16 млн км от Земли. Это в 40 раз превышает расстояние от нашей планеты до Луны. Ранее «Хайтек» подробно рассказывал о том, как работает существующая связь в дальнем космосе.
Установлен мировой рекорд дальности передачи лазерного сигнала
Лазерная связь, использующая инфракрасный свет для передачи данных, обладает рядом преимуществ перед радиосвязью, включая высокую скорость и возможность передачи на. быстро и качественно, надежно и эффективно решает проблему ближней связи между двумя зданиями, находящимися на расстоянии до 1200 м и в прямой видимости. Лазерную связь успешно протестировали на расстоянии в 226 миллионов километров.
"Дочка" "ИКС Холдинга" займется лазерной связью вслед за Starlink
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. 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!
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. Цель эксперимента DSOC — продемонстрировать скорость передачи данных, в 10-100 раз превышающую возможности современных радиочастотных систем, используемых сегодня на космических аппаратах.
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.
Она известна как демонстрационный модем для пользователей с интегрированной лазерной ретрансляцией на низкой околоземной орбите и терминал усилителя ILLUMA-T.
Там, на холмах недалеко от Лос-Анджелеса, инженеры включили маяк исходящей линии связи — лазер ближнего инфракрасного диапазона, направленный в сторону "Психеи". Спустя немногим более 50 секунд приемопередатчик на «Психее» принял сигнал и в ответ отправил свой собственный отклик обратно в Паломарскую обсерваторию. Это событие ознаменовало первое успешное испытание DSOC, линии связи следующего поколения, которая передает информацию не с помощью радиоволн, а с помощью лазерного света. Это часть серии испытаний, которые НАСА проводит для ускорения связи в глубоком космосе в рамках различных миссий. Ранее, в других миссиях, лазерная связь уже была опробована на околоземной орбите и на пути к Луне и обратно, но данное испытание является самым сложным и проведено на беспрецедентном расстоянии.
Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
Так вот, передача лазерного сигнала одноимённым зондом "Психея" была экспериментом NASA. Лазерная связь обеспечивает большую гибкость миссии и быстрый способ доступа к данным из космоса. Российский спутник «Импульс-1» открывает лазерный канал связи.
Лазерной связью в России будет заниматься «Роскосмос»
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.
Лазерный сигнал Это самый далекий случай оптической связи из когда-либо проводившихся. Она демонстрирует потенциал лазерной связи для передачи больших объемов данных с космических аппаратов на Землю. Чтобы осуществить передачу, зонд Psyche использовал полетный лазерный приемопередатчик, способный посылать и принимать сигналы в ближней инфракрасной области. Затем автоматические системы на приемопередатчике и наземных станциях выполнили точную настройку. Удачный эксперимент Тестовые данные передавались одновременно через восходящий и нисходящий лазеры.
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. Сейчас читают.
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. Наземный терминал использует низкоскоростной сигнал восходящей линии связи, чтобы сообщить спутнику, что он должен повторно передать любой блок данных или кадр, которые были потеряны или повреждены. Ещё одна проблема, с которой столкнулись учёные, была связана с тем, что лазеры формируют гораздо более узкие лучи, чем радио. Для успешной передачи данных эти лучи должны быть направлены точно на их приёмники. Из-за небольшого размера TBIRD он направляет несущий кубсат, используя любые полученные сигналы об ошибке для исправления ориентации. По словам Рисинга, архитектура TBIRD может поддерживать несколько каналов связи за счёт разделения длин волн, что обеспечивает более высокие скорости передачи данных.
NASA запускает лазерную связь сегодня, 5 декабря
Эксперимент DSOC направлен на демонстрацию скоростей передачи данных в 10-100 раз больше, чем у современных радиочастотных систем, используемых космическими аппаратами сегодня, согласно NASA. Однако оптическая связь становится более сложной на больших расстояниях, так как требует крайней точности для направления лазерного луча. 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.
В связи с этим спутники на орбите могут передавать ограниченный объём данных. Даже гиперспектральный сканер HISUI на Международной космической станции отправляет данные на Землю через накопители на грузовых кораблях.
При этом инфракрасный свет, который может использовать лазерная связь, имеет гораздо более высокую частоту, чем радиоволны, что обеспечивает гораздо более высокую скорость передачи данных. 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.
Преимущества лазерных систем связи Системы лазерной связи используют невидимый инфракрасный свет для отправки и получения информации на гораздо более высоких скоростях передачи данных. 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.
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. Наземный терминал использует низкоскоростной сигнал восходящей линии связи, чтобы сообщить спутнику, что он должен повторно передать любой блок данных или кадр, которые были потеряны или повреждены. Ещё одна проблема, с которой столкнулись учёные, была связана с тем, что лазеры формируют гораздо более узкие лучи, чем радио. Для успешной передачи данных эти лучи должны быть направлены точно на их приёмники. Из-за небольшого размера TBIRD он направляет несущий кубсат, используя любые полученные сигналы об ошибке для исправления ориентации. По словам Рисинга, архитектура TBIRD может поддерживать несколько каналов связи за счёт разделения длин волн, что обеспечивает более высокие скорости передачи данных. Следующим шагом исследовательской группы станет изучение того, где можно применить технологию в предстоящих миссиях.