डीप स्पेस लेझर कम्युनिकेशन रेकॉर्ड, कल्पनाशक्तीसाठी किती जागा? भाग एक

अलीकडे, यूएस स्पिरिट प्रोबने 16 दशलक्ष किलोमीटर अंतरावरील जमिनीवरील सुविधांसह खोल अंतराळ लेसर संप्रेषण चाचणी पूर्ण केली, ज्यामुळे नवीन स्पेस ऑप्टिकल कम्युनिकेशन अंतराचा रेकॉर्ड स्थापित केला. तर काय फायदे आहेतलेसर संप्रेषण? तांत्रिक तत्त्वे आणि मिशन आवश्यकतांवर आधारित, कोणत्या अडचणींवर मात करणे आवश्यक आहे? भविष्यात खोल अंतराळ संशोधनाच्या क्षेत्रात त्याचा उपयोग होण्याची शक्यता काय आहे?

तंत्रज्ञानातील प्रगती, आव्हानांना घाबरत नाही
अंतराळ संशोधकांच्या विश्वाचा शोध घेताना खोल अंतराळ संशोधन हे अत्यंत आव्हानात्मक काम आहे. प्रोब्सना दूरच्या तारकीय जागा ओलांडणे, अत्यंत वातावरण आणि कठोर परिस्थितींवर मात करणे, मौल्यवान डेटा प्राप्त करणे आणि प्रसारित करणे आवश्यक आहे आणि संप्रेषण तंत्रज्ञान महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.

च्या योजनाबद्ध आकृतीडीप स्पेस लेसर कम्युनिकेशनस्पिरिट सॅटेलाइट प्रोब आणि ग्राउंड ऑब्झर्व्हेटरी दरम्यान प्रयोग

13 ऑक्टोबर रोजी, स्पिरिट प्रोब लाँच केले गेले, ज्याने किमान आठ वर्षे चालणाऱ्या अन्वेषणाच्या प्रवासाला सुरुवात केली. मिशनच्या सुरूवातीस, पृथ्वीवरील टीम्सशी डेटा संप्रेषण करण्यासाठी जवळ-अवरक्त लेसर कोडिंग वापरून, खोल-स्पेस लेसर कम्युनिकेशन तंत्रज्ञानाची चाचणी घेण्यासाठी युनायटेड स्टेट्समधील पालोमार वेधशाळेतील हेल दुर्बिणीसह काम केले. यासाठी डिटेक्टर आणि त्याच्या लेझर कम्युनिकेशन उपकरणांना किमान चार प्रकारच्या अडचणींवर मात करणे आवश्यक आहे. अनुक्रमे, दूरचे अंतर, सिग्नल क्षीणन आणि हस्तक्षेप, बँडविड्थ मर्यादा आणि विलंब, उर्जा मर्यादा आणि उष्णता विघटन समस्या लक्ष देण्यास पात्र आहेत. या अडचणींसाठी संशोधकांनी दीर्घकाळापासून अपेक्षा केली आहे आणि तयारी केली आहे, आणि त्यांनी प्रमुख तंत्रज्ञानाच्या मालिकेतून तोडले आहे, ज्याने स्पिरिट प्रोबचा खोल अंतराळातील लेसर संप्रेषण प्रयोग करण्यासाठी चांगला पाया घातला आहे.
सर्व प्रथम, स्पिरिट डिटेक्टर हाय-स्पीड डेटा ट्रान्समिशन तंत्रज्ञान वापरतो, ट्रान्समिशन माध्यम म्हणून लेसर बीम निवडतो, सुसज्जउच्च-शक्ती लेसरट्रान्समीटर, चे फायदे वापरूनलेसर ट्रान्समिशनदर आणि उच्च स्थिरता, खोल अंतराळ वातावरणात लेसर संप्रेषण दुवे स्थापित करण्याचा प्रयत्न करत आहे.
दुसरे म्हणजे, दळणवळणाची विश्वासार्हता आणि स्थिरता सुधारण्यासाठी, स्पिरिट डिटेक्टर कार्यक्षम कोडिंग तंत्रज्ञानाचा अवलंब करतो, जे डेटा कोडिंग ऑप्टिमाइझ करून मर्यादित बँडविड्थमध्ये उच्च डेटा ट्रान्समिशन दर प्राप्त करू शकते. त्याच वेळी, ते बिट त्रुटी दर कमी करू शकते आणि फॉरवर्ड एरर सुधार कोडिंग तंत्रज्ञानाचा वापर करून डेटा ट्रान्समिशनची अचूकता सुधारू शकते.
तिसरे म्हणजे, इंटेलिजेंट शेड्युलिंग आणि कंट्रोल टेक्नॉलॉजीच्या मदतीने, प्रोबला संप्रेषण संसाधनांचा इष्टतम वापर लक्षात येतो. तंत्रज्ञान आपोआप कार्य आवश्यकता आणि संप्रेषण वातावरणातील बदलांनुसार संप्रेषण प्रोटोकॉल आणि ट्रान्समिशन दर समायोजित करू शकते, अशा प्रकारे मर्यादित उर्जा परिस्थितीत सर्वोत्तम संप्रेषण परिणाम सुनिश्चित करते.
शेवटी, सिग्नल रिसेप्शन क्षमता वाढवण्यासाठी, स्पिरिट प्रोब मल्टी-बीम रिसेप्शन तंत्रज्ञान वापरते. हे तंत्रज्ञान ॲरे तयार करण्यासाठी एकाधिक रिसीव्हिंग अँटेना वापरते, जे सिग्नलची प्राप्त करणारी संवेदनशीलता आणि स्थिरता वाढवू शकते आणि नंतर जटिल खोल जागेच्या वातावरणात स्थिर संप्रेषण कनेक्शन राखू शकते.

फायदे स्पष्ट आहेत, गुप्त लपलेले आहेत
बाहेरचे जग शोधणे कठीण नाही कीलेसरस्पिरिट प्रोबच्या डीप स्पेस कम्युनिकेशन चाचणीचा मुख्य घटक आहे, त्यामुळे खोल अंतराळ संप्रेषणाच्या महत्त्वपूर्ण प्रगतीसाठी लेसरचे कोणते विशिष्ट फायदे आहेत? रहस्य काय आहे?
एकीकडे, खोल अंतराळ संशोधन मोहिमेसाठी मोठ्या प्रमाणात डेटा, उच्च-रिझोल्यूशन प्रतिमा आणि व्हिडिओंच्या वाढत्या मागणीमुळे खोल अंतराळ संप्रेषणासाठी उच्च डेटा ट्रान्समिशन दर आवश्यक आहेत. दशलक्ष किलोमीटरच्या दळणवळणाच्या प्रसारणाच्या अंतराच्या पार्श्वभूमीवर, रेडिओ लहरी हळूहळू "शक्तिहीन" असतात.
रेडिओ लहरींच्या तुलनेत लेसर कम्युनिकेशन फोटॉनवरील माहिती एन्कोड करते, तर जवळ-अवरक्त प्रकाश लहरींची तरंगलांबी कमी आणि उच्च वारंवारता असते, ज्यामुळे अधिक कार्यक्षम आणि सहज माहिती प्रसारणासह स्थानिक डेटा "महामार्ग" तयार करणे शक्य होते. हा बिंदू प्राथमिकपणे कमी-पृथ्वी कक्षाच्या अवकाश प्रयोगांमध्ये सत्यापित केला गेला आहे. संबंधित अनुकूली उपाय घेतल्यानंतर आणि वातावरणातील हस्तक्षेपावर मात केल्यानंतर, लेसर कम्युनिकेशन सिस्टमचा डेटा ट्रान्समिशन रेट पूर्वीच्या संप्रेषण माध्यमांच्या तुलनेत जवळजवळ 100 पट जास्त होता.