8 декабря, 2021

zhukvesti

Находите все последние статьи и смотрите телешоу, репортажи и подкасты, связанные с Россией.

6 вещей, которые вам нужно знать

Иллюстрация иллюстрации лазерного ретранслятора связи НАСА, связывающегося с Международной космической станцией через лазерные линии связи. Предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.

НАСАДемонстрационная программа Laser Communications Relay Demo (LCRD) будет использовать лазерные системы связи для передачи данных из космоса на Землю. Вот шесть вещей, которые вам нужно знать о революционной миссии НАСА LCRD.

1. Лазерная связь изменит способ получения НАСА информации в космосе и из космоса.

С самого начала освоения космоса НАСА использовало радиочастотные системы для связи с космонавтами и космическими кораблями. Однако по мере того, как космические миссии генерируют и собирают все больше данных, потребность в расширенных возможностях связи возрастает. LCRD использует преимущества лазерные контакты, который использует инфракрасный свет, а не радиоволны, для кодирования и передачи информации на Землю и с Земли.

И радиоволны, и инфракрасные лазерные световые волны представляют собой формы электромагнитного излучения с длинами волн в разных точках спектра. Миссии кодируют свои научные данные об электромагнитных сигналах, чтобы отправить их обратно на Землю.

Инфракрасный свет, используемый в лазерной связи, отличается от радиоволн тем, что он возникает на гораздо более высокой частоте, что позволяет инженерам упаковывать больше данных в каждую передачу. Чем больше данных, тем больше информации и открытий о космосе одновременно.

Используя инфракрасные лазеры, LCRD отправит данные обратно на Землю с геостационарной орбиты со скоростью 1,2 гигабит в секунду (Гбит / с). При такой скорости и расстоянии вы можете скачать фильм менее чем за минуту.

LCRD будет летать как полезная нагрузка, размещенная на космическом корабле Министерства обороны в рамках миссии программы космических испытаний (STP-3). LCRD продолжит исследования НАСА в области лазерной связи для поддержки будущих миссий на Луну и за ее пределами. Предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.

2. Лазерная связь позволит космическому кораблю отправлять больше данных домой по одной нисходящей линии связи.

READ  Специалисты выясняют, сколько шагов нужно сделать в день, чтобы похудеть

Если вы были живы в конце 80-х — начале 90-х, вы помните скорость удаленного доступа в наземном Интернете — мучительно медленную. Добавление лазерной связи к космическим кораблям похоже на использование человечеством высокоскоростного Интернета с такими технологиями, как оптоволоконные сети: революция.

Радиоволны против оптических волн

Радиоволны против световых волн. кредит: НАСА

Наши домашние интернет-соединения в наши дни позволяют почти мгновенно попадать на наши экраны HD-видео, шоу и контент. Частично это связано с оптоволоконными соединениями, которые посылают лазерный свет, плотно упакованный данными, через пластиковые или стеклянные кабели, что ускоряет взаимодействие с пользователем.

Та же концепция — за исключением волоконных кабелей — применяется к космической лазерной связи, которая позволяет космическим кораблям передавать изображения и видео с высоким разрешением по лазерным каналам связи.

Имея лазерную связь, космический корабль может одновременно отправлять больше данных за одну загрузку. НАСА и аэрокосмическая промышленность используют преимущества этих новых разработок и создают больше миссий, в которых используются лазеры в дополнение к радиочастотным спутникам.

3. Полезная нагрузка содержит два оптических блока или телескопа, Для приема и передачи лазерных сигналов.

LCRD — это спутниковый ретранслятор с несколькими высокочувствительными компонентами, которые обеспечивают улучшенную связь. В качестве ретранслятора LCRD устраняет необходимость для пользовательских миссий иметь прямую видимость антенн на земле. LCRD содержит две оптические станции: одна принимает данные с космического корабля пользователя, а другая отправляет данные на наземные станции на Земле.

Бурение под нагрузкой LCRD

Полезная нагрузка LCRD в чистой комнате в Центре космических полетов Годдарда. Предоставлено: НАСА / Дэйв Райан.

Модемы LCRD преобразуют цифровые данные в лазерные сигналы, которые затем передаются посредством закодированных световых лучей, невидимых для человеческого глаза, релейными оптическими модулями. LCRD может отправлять и получать данные, устанавливая непрерывный путь для потока данных миссии в космос и из космоса. Вместе эти возможности делают этот LCRD NASA первым сквозным двунаправленным оптическим ретранслятором.

READ  Астронавт запечатлел редкую неземную вспышку молнии с космической станции

Это лишь некоторые из компонентов, составляющих полезную нагрузку LCRD, которая в совокупности представляет собой большой размер матраса.

4. LCRD базируется на двух наземных станциях в Калифорнии и на Гавайях.

Как только LCRD получает и кодирует информацию, полезная нагрузка отправляет данные на наземные станции на Земле, каждая из которых оснащена телескопами для приема света и модемами для преобразования закодированного света обратно в цифровые данные.

LCRD наземные станции Известные как оптические наземные станции (OGS) -1 и -2, они расположены по адресу: Столовая гора в Южной Калифорнии, и дальше Вулкан Халеакала в Мауи, Гавайи.

В то время как лазерная связь может обеспечить повышенную скорость передачи данных, атмосферная турбулентность, такая как облака и турбулентность, может мешать лазерным сигналам, когда они проходят через атмосферу Земли.

Площадки OGS-1 и OSG-2 были выбраны для ясных погодных условий, удаленных и высокогорных участков. Большая часть погоды в этих регионах бывает ниже вершины гор, поэтому относительно чистое небо идеально подходит для лазерной связи.

5. LCRD позволяет правительству, академическим кругам и коммерческим партнерам тестировать возможности лазеров с геосинхронной орбиты.

LCRD продемонстрирует возможность создания лазерных систем связи с геостационарной орбиты — примерно на высоте 22 000 миль над поверхностью Земли.

Прежде чем поддержать другие миссии, LCRD потратит два года на проведение испытаний и эксперименты. В это время OGS-1 и OGS-2 будут действовать как «задачи», посылая данные с одной станции на LCRD, а затем на другую.

Контактная информация LCRD

LCRD передает данные с космической станции на Землю. Предоставлено: НАСА / Дэйв Райан.

LCRD проверит функциональность лазера с помощью экспериментов НАСА, других правительственных агентств, академических кругов и коммерческих компаний. Некоторые из этих экспериментов включают изучение атмосферной турбулентности по лазерным сигналам и демонстрацию надежных операций ретрансляции.

READ  Настойчивому марсоходу удалось собрать первый образец с Марса

Эти тесты позволят космическому сообществу извлечь уроки из LCRD и улучшить технологию для будущего внедрения. НАСА предоставляет эти возможности для расширения совокупности знаний о лазерной связи и улучшения ее эксплуатационного использования.

После экспериментальной фазы LCRD будет поддерживать космические миссии, включая фотоэлектрическую станцию, которая будет установлена ​​на Международной космической станции. Эта станция будет собирать данные о научных экспериментах на борту, а затем отправлять информацию в LCRD для передачи обратно на Землю.

6. LCRD — одна из многих захватывающих и грядущих лазерных миссий.

LCRD — первая система лазерной ретрансляции НАСА. Однако есть Множество миссий В процессе разработки он продемонстрирует и протестирует дополнительные возможности лазерной связи.

Миссии НАСА по лазерной связи

Миссии НАСА по лазерной связи. Предоставлено: НАСА / Дэйв Райан.

  • В Система оптической связи Orion Artemis II (O2O) Станция (O2O) позволит передавать видео высокого разрешения через инфракрасный свет между Землей и астронавтами Artemis II, путешествующими вокруг Луны.
  • В 2026 г. дух Миссия достигнет пункта назначения — астероида более чем в 150 миллионах миль от Земли. будет нести экстрасенс связь в глубоком космосе (DSOC), чтобы протестировать лазерную связь для решения конкретных проблем, связанных с исследованием дальнего космоса.

Все эти миссии помогут аэрокосмическому сообществу стандартизировать лазерную связь для будущих миссий. Благодаря лазерам, освещающим путь, НАСА может собирать из космоса больше информации, чем когда-либо прежде.

LCRD — это полезная нагрузка НАСА на борту спутника программы космических испытаний 6 (STPSat-6) Министерства обороны. STPSat-6, часть миссии Space Test Program 3 (STP-3), будет запущен на ракете United Launch Alliance Atlas V 551 с космической станции на мысе Канаверал во Флориде. STP управляется Командованием космических систем США.

Годдард возглавляет LCRD и в партнерстве с Лабораторией реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии и С участием Лаборатория Линкольна. LCRD финансируется Программой демонстрационных миссий НАСА, которая является частью Управления космических миссий, и программой связи и астронавтики (SCaN) в штаб-квартире НАСА.