基于激光的通信可高速發(fā)送龐大數(shù)據(jù)，但是這項技術在太空領域額使用仍然處于初始階段。為了推動該技術在太空的使用，歐洲航天局（ESA：European Space Agency）提議了Asteroid Impact Mission (AIM)實施一次創(chuàng)紀錄的繞雙體小行星運行7500萬公里的太空激光通訊試驗。
外太空探索的主要瓶頸之一是通訊系統(tǒng)的落后性。目前，所有外太空任務使用的開發(fā)于60年代的無線電系統(tǒng)。無線電系統(tǒng)無法處理航天器必須面對的遠距離和大量數(shù)據(jù)問題。結果，現(xiàn)在已經(jīng)飛行于冥王星之外的新視野號（New Horizons）探測器，僅僅只是短暫飛越冥王星時收集的數(shù)據(jù)也需要花費16個月才能回傳至地球。
最有希望解決這個問題的辦法就是用激光器取代無線電鏈接或增強無線電鏈接。激光器天生就比無線電具備太多優(yōu)勢，最突出的一點就是激光器帶寬容量更大，能產(chǎn)生精密連貫的光束。這些優(yōu)勢意味著激光器在長距離傳輸時功耗更低。
到目前為止，美國國家航空航天局（NASA）的 LADEE繞月軌道任務已經(jīng)開始測試該技術。從近地球軌道至國際空間站，明年將會進一步通過CubeSat任務測試該技術?，F(xiàn)在，ESA希望通過傳輸從外太空激光生成的數(shù)據(jù)把改技術推向下一個階段。
光射線描摹Asteroid Impact Mission的激光光系統(tǒng)終端圖像
該激光通訊系統(tǒng)重39.3千克（約86.6磅），環(huán)繞一個13.5厘米（5.3英寸）直徑的激光望遠鏡發(fā)射器建成。該系統(tǒng)幫助高頻激光聚焦于密集光束，在運行7500萬英里到達地球后，發(fā)散至1,100千米寬度。ESA稱無線電束的發(fā)散直徑比整個地球直徑還大。
同時，地球上的1個1米（約39英寸）的接收器望遠鏡將會使用精密的光學計數(shù)器評估信號的可靠性，然后工程師們可以決定如何提升回傳數(shù)據(jù)的數(shù)量和速度。因此，ESA已經(jīng)簽署技術預開發(fā)合同來處理望遠鏡設計、探測器電子和粗定位和精確定位系統(tǒng)等領域問題。定位系統(tǒng)把發(fā)送器和接收器排列在太空中一個位置，兩者之間寬度等同于火星到地球的距離。
“激光通訊系統(tǒng)對于太空應用來講并不是非常成熟的技術，ESA的歐洲數(shù)據(jù)繼電系統(tǒng)（EDRS：European Data Relay System）將是首個商業(yè)化應用”，ESA光學工程師 Zoran Sodnik表示，“原則上，EDRS運作就像摩斯密碼，編碼信號燈斷斷續(xù)續(xù)閃爍。攜帶衛(wèi)星的ERDS在高空軌道使用激光連接即時回傳來自于歐洲低空軌道發(fā)射器衛(wèi)星的環(huán)境數(shù)據(jù)。”
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
