Новые лазерные системы связи могут обеспечить быструю передачу огромных объемов данных с Луны.
Российские разработчики представили проект лазерной связи в космосе
Кроме того, госкорпорация совместно с РЖД планирует «провести один интересный эксперимент по квантовой передаче данных с борта на борт МКС и далее». В апреле «Роскосмос» сообщил , что создал оператора по развитию национальной многоспутниковой орбитальной группировки «Сфера» путем реорганизации оператора, который работал совместно с британской компанией OneWeb.
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.
Наука ПРО iStock Группа исследователей из Университета Западной Австралии установила новый рекорд дальности и стабильности при передаче лазерного сигнала через атмосферу. Открытие дает новые возможности для использования такой технологии в оптимизированных системах связи и навигации. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, а коротко о нем рассказывает Phys. Сообщается, что предыдущий рекорд дальности передачи стабильного лазерного луча значительно превзойден. Исследователям удалось передать его на расстояние 2,4 километра, что сделало этот сигнал в 100 раз более стабильным, чем все предыдущие лазерные лучи, переданные через атмосферу. Это важный аспект, так как, отмечают исследователи, существующая технология ограничена природными факторами.
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. Оптическая связь уже была продемонстрирована на низкой околоземной орбите и на Луне, но DSOC — это первое испытание в дальнем космосе. При демонстрации необходимо учесть время, необходимое для прохождения света от космического аппарата до Земли: на самом дальнем расстоянии от нашей планеты фотоны ближнего инфракрасного диапазона, излучаемые DSOC, пройдут обратный путь примерно за 20 минут во время испытаний 14 ноября путь от «Психеи» до Земли занял около 50 секунд. За это время и космический аппарат, и планета переместятся, поэтому лазеры восходящей и нисходящей линии связи должны будут подстроиться под изменение положения.
CubeSat продемонстрирует самую быструю лазерную связь NASA из космоса
После этого пройдёт эксперимент — один аппарат установят на «Прогрессе», второй — на МКС, и между отработают процедуру связи. Проект аппаратуры для межспутниковой связи носит название «НИР-лазер». По словам Сергея Григоровича, Илон Маск уже строит многоспутниковую систему, и она работает по такой схеме: с Земли станция бросает команду на спутник, тот — на следующую станцию, она — на второй спутник и далее. В России же хотят передавать информацию напрямую от спутника к спутнику, говорит научный сотрудник института. Она предназначена для астрофизических исследований в ультрафиолетовом и видимом диапазонах электромагнитного спектра с высоким угловым разрешением, а также для регистрации гамма-излучения в энергетическом диапазоне от 10 кэВ до 10 МэВ.
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. НАСА в настоящее время интегрирует эту технологию в демонстрации околоземного, лунного и дальнего космоса. Помимо преимуществ более высокой скорости передачи данных, лазерные системы также предлагают ключевые преимущества при проектировании космических кораблей благодаря их меньшему весу и снижению энергопотребления. В настоящее время LCRD демонстрирует преимущества лазерной ретрансляции на геосинхронной орбите 22000 мили от Земли для дальнейшего совершенствования лазерных возможностей НАСА путем передачи данных и проведения экспериментов между двумя наземными станциями.
Предполагается, что технология в перспективе может заменить радиосвязь. Терминалы лазерной связи — это оптико-механические модули "коробочки" , которые устанавливаются в разные части космического аппарата, и с их помощью направляются лазеры, пояснил РБК Сергей Алексеев. Предполагается, что группировка будет состоять из более чем 900 спутников. Помимо России компания планирует оказывать услуги более чем в 70 странах. Общий размер необходимых инвестиций, как и источники финансирования, не назывались. В конце 2021 года стало известно, что ВТБ инвестирует в проект 2 млрд руб. Невозможно сделать его узконаправленным, и, если мы используем радио в космосе, огромное количество излучения улетает в никуда. При передаче информации по лазерному лучу тратится намного меньше энергии. А значит, можно передать больше данных при тех же затратах.
Лазерные станции используются для решения задач наземного автоматизированного комплекса управления группировкой отечественных космических аппаратов КА. В настоящее время на постоянной основе работают 5 станций, в течение ближайших лет количество станций в сети планируется довести до 20…25. Набор измерений, выполняемых лазерными станциями, определяется составом измерительных каналов, который в общем случае различен для каждой из станций.
Российские учёные наладили связь со спутником, наблюдающим за Солнцем
Исторически сложилось так, что для большинства новых миссий космических аппаратов требовались специальные конструкции космических аппаратов, основанные на требованиях к их полезной нагрузке. Этот шаг столь же затратен и сложен, как переделка автомобиля каждый раз, когда человеку нужно путешествовать. В каждой миссии PTD используются одни и те же конструкции автобуса космического корабля и платформы авионики с целью повышения эффективности и сокращения времени, необходимого для планирования и проектирования миссии. Terran Orbital из Ирвина, Калифорния, предоставляет космический корабль, интегрирует полезную нагрузку и выполняет миссии PTD. Такой подход позволяет серии PTD быстро и недорого демонстрировать новые технологии подсистем для увеличения возможностей малых космических аппаратов.
SpaceX испытала на орбите два спутника Starlink, оснащенных такими межспутниковыми лазерными связями - об этом сообщили во время стрима по запуску очередной партии Starlink. Она добавила, что, как только SpaceX будет иметь межспутниковую лазерную связь, работающую последовательно по всей сети, "Starlink станет одним из самых быстрых вариантов передачи данных по всему миру.
Сфера Спутники российской орбитальной группировки «Сфера» будут общаться друг с другом с помощью лазерной связи. Об этом сообщили представители Роскосмоса. Спутники российской орбитальной группировки «Сфера» будут общаться друг с другом с помощью лазерной связи. Развертывание системы «Сфера», состоящей из 600 спутников, начнется в 2023 году и продлится до 2028 года.
Сегодня даже самые передовые космические аппараты тратят по полтора часа на то, чтобы отправить с Марса одно качественное изображение. В 2023 году агентство NASA запустило роботизированный аппарат "Психея" для изучения крупного и богатого металлами одноименного астероида в главном поясе, между Марсом и Юпитером. На борту аппарата был установлен опытный образец оптического приемопередатчика, сигнал которого 14 ноября принял телескоп Паломарской обсерватории в Калифорнии. Тогда свет прошел расстояние почти в 16 млн км.
Лазер вместо радиоволн: космическая связь в ИК-диапазоне ускорила передачу данных
Как заявил глава «Роскосмоса» Рогозин, в рамках проекта «Сфера» госкорпорация будет заниматься лазерной связью. об этом сообщили во время стрима по запуску очередной партии Starlink. Сеанс связи с зондом состоялся, когда тот был на удалении 226 млн км. Лазерная связь двух объектов осуществляется только посредством соединения типа «точка-точка».
NASA передала лазерное сообщение на расстоянии в 16 миллионов километров
Беспроводные терминалы лазерной связи могут обеспечить надежную связь между научными группами, базовыми лагерями и исследовательскими станциями, преодолевая преграды и. Инженеры NASA испытали первую систему лазерной связи, работающую на межпланетных расстояниях. Сеанс связи с зондом состоялся, когда тот был на удалении 226 млн км от Земли, что в полтора раза больше, чем расстояние между Солнцем и Землёй.
Мы в социальных сетях
- 22.08.2022. - Будущее лазерной связи НАСА
- Лазерный интернет: как оптическая связь изменит всю авиацию
- Лазерный сигнал
- Эксперимент проходит все более успешно
- Лазерная передача научных данных из глубокого космоса
- «Роскосмос» проведет эксперимент по лазерной связи в 2023 году — Реальное время
В России создали образец терминала космической лазерной связи
Предполагается, что группировка будет состоять из более чем 900 спутников. Помимо России компания планирует оказывать услуги более чем в 70 странах. Общий размер необходимых инвестиций, как и источники финансирования, не назывались. В конце 2021 года стало известно, что ВТБ инвестирует в проект 2 млрд руб. Невозможно сделать его узконаправленным, и, если мы используем радио в космосе, огромное количество излучения улетает в никуда. При передаче информации по лазерному лучу тратится намного меньше энергии. А значит, можно передать больше данных при тех же затратах. Ученые это давно понимали, но технически использовать технологию стало реально последние десять лет", — рассказал Сергей Алексеев. Вавилова" и еще несколько компаний.
В частности, с ее помощью можно будет в режиме реального времени собирать данные со всех систем самолета и отправлять их на землю, где они будут анализироваться с целью прогнозирования отказов. То есть, если сейчас они с охраняются бортовыми самописцами и анализируются только после катастрофы и мы знаем, что послужило ее причиной , то в будущем можно будет эти катастрофы предотвратить. Кроме того, в режиме реального времени можно будет транслировать на землю изображение с камер, так что уж точно не повторится ситуация с малайзийским «Боингом» MH370 , который просто «потерялся». Илья Шатилин.
Например, космический корабль «Орион», на котором астронавты будут путешествовать вокруг Луны во время миссии «Артемида-2» в 2022 году, будет передавать критически важную информацию на Землю по радиоканалу S-диапазона со скоростью 2 мегабита в секунду. Желание поднять скорость еще выше влечет за собой выход за рамки радиосвязи и разработку систем оптической связи, которые используют лазеры для передачи данных через космическое пространство. В дополнение к радио S-диапазона, Орион будет нести систему лазерной связи для отправки 4К-видео обратно на Землю. В будущем, НАСА создаст долгосрочный центр лазерной связи, связывающий нашу планету и ее спутник.
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.
Их использование будет особенно привлекательным для объединения сегментов ЛВС, в том числе построенных по высокоскоростным технологиям гигабитная Ethernet и ATM. Способы монтажа лазерного оборудования Существует несколько способов монтажа лазерного оборудования, их формально можно разделить на наружные на стене или на крыше и внутренние за окном. На рис.
Чтобы облегчить установку оборудования, фирмы-производители предлагают специальные металлические конструкции. Тип лазерной системы выбирается в зависимости от вида интерфейсов УАТС и или сетевого оборудования см. Информация ЛВС доставляется к лазерному приемопередатчику от сетевого оборудования, имеющего соответствующий электрический или оптический интерфейс.
В этом случае УАТС подключается непосредственно к лазерному оборудованию пример такого подключения показан на рис. Если УАТС не имеет таких интерфейсов, то для ее подключения используют различные аналоговые линии, а передаваемый по ним сигнал оцифровывается с помощью внешнего мультиплексора. Кроме моделей лазерного оборудования, перечисленных в табл.
Как показано на рис. Выполнение этого требования обязательно, иначе связь невозможна. Помимо этого, имеется ряд других требований, выполнение которых необходимо для устойчивой работы оборудования, поэтому для выбора и монтажа системы лучше обратиться к специалистам.
Приемопередатчик лазерных систем связи выполняется в защищенном и обогреваемом корпусе. При разработке лазерных приемопередатчиков были приняты специальные меры для обеспечения их устойчивой работы во всем диапазоне погодных условий. Например, для защиты от прямых встречных лучей солнца объектив приемника закрыт блендой, а для защиты от гидрометеоритов снега и дождя и птиц диаметр луча сделан большим около 2 м в области приемника.
Следует отметить, что туман оказывает гораздо большее влияние на качество передачи, чем снег и дождь. Это связано с тем, что на капельках тумана, представляющих собой мелкодисперсионную пыль, луч рассеивается сильнее, чем на капельках дождя или частицах снега. Подобной неприятности можно избежать, выбрав оборудование, обеспечивающее запас по дальности связи т.
Время развертывания свертывания лазерного оборудования составляет несколько часов, что удобно при необходимости быстрого подключения какого-либо оборудования в случае отсутствия канала связи или его аварии, а также при переезде фирмы. При этом вам не придется делать выбор: оставлять или нет проложенные коммуникации? Вы сэкономите свои силы и избежите ненужных и обременительных затрат.
Как указывалось ранее, лазерные приемопередатчики можно устанавливать как снаружи, так и внутри здания. Чтобы предотвратить рассеивание луча на каплях дождя, стекающих по внешней стороне стекла, оборудование рекомендуется устанавливать вблизи верхней части стекол. Выводы и выгоды Лазерная связь является альтернативой радио-, кабельной и волоконно-оптической связи.
В отличие от беспроводных радиосистем лазерные системы связи обеспечивают высокие помехозащищенность и секретность передачи, так как получить несанкционированный доступ к информации можно только непосредственно от приемопередатчика. Компания, которая воспользуется лазерной связью для создания основного резервного канала ближней связи, избавится не только от необходимости прокладывать новые проводные коммуникации, но также и от необходимости получать разрешение на право пользования радиочастотой. Кроме того, невысокий уровень затрат на организацию высокопроизводительного канала связи, а также небольшое время его ввода в эксплуатацию обеспечат быструю окупаемость вложенных средств.
Таким образом, широкий спектр возможностей и несомненные преимущества лазерного оборудования делают его использование лучшим решением проблемы организации надежного канала связи между двумя зданиями.
Российские разработчики представили проект лазерной связи в космосе
НАСА впервые в истории установило двустороннюю лазерную связь между демонстрационной системой ретрансляции лазерной связи (LCRD) и интегрированным терминалом модема и. Потому лазерная связь — это связь скрытная, что крайне выгодно отличает ее от привычных технологий передачи данных. Как отмечают разработчики устройства, созданный ими макет терминала космической лазерной связи, в соответствии с проведенными расчетами, будет потреблять около 15 Вт энергии и при. Лазерная система связи SpaceX Starlink передаёт 42 млн гигабайт данных в день. Напомню первая статья об лазерной связи в космосе написана год назад Прочитав комменты от предыдущей записи про слова Илона Маска о будущем суперскоростном канале Лондон Сидней.