новости космоса Все новости Октябрь 2017 года
4066 34
23 октября 2017 06:27:38
Ученые готовятся опробовать систему лазерной космической связи

Космический аппарат, предназначенный для исследования уникального астероида, также поможет испытать новое оборудование для космической связи, которое использует лазеры вместо радиоволн.

Пакет Deep Space Optical Communications (DSOC), установленный на борту космического аппарата НАСА Psyche («Психея»), позволяет передавать информацию при помощи фотонов – фундаментальных частиц видимого света – для передачи большего количества данных за данный промежуток времени. Целью разработки системы DSOC является увеличение производительности систем связи космического аппарата и их эффективности в 10-100 раз, по сравнению с традиционными системами космической связи, при неизменных массе, занимаемом объеме и мощности оборудования.

Работы над созданием этого пакета оборудования и программного обеспечения для осуществления лазерной связи проводились в Лаборатории реактивного движения НАСА, находящейся в г. Пасадена, штат Калифорния, США.

Архитектура системы DSOC базируется на передаче с поверхности Земли вспомогательного лазерного «сигнала-маячка», который позволяет стабилизировать геометрическую линию передачи данных и осуществлять последующую нисходящую передачу при помощи лазерного луча, испускаемого с борта космического аппарата.

Лазерный «маячок» для системы DSOC будет передаваться из одного из помещений Лаборатории реактивного движения, с территории Калифорнии.

Первый запуск системы DSOC ожидается примерно через 60 суток после старта миссии Psyche, намеченного на лето 2022 г. Целью мисси Psyche является изучение астероида (16) Психея, металлического астероида, находящегося на расстоянии примерно 2 астрономических единицы от Земли (1 а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца). Прибытие зонда к астероиду Главного астероидного пояса ожидается в 2026 г.

комментарии
1
Reynkarnfil-5 · 23-10-2017

"..Психея, металлического астероида, находящегося на расстоянии примерно 2 астрономических единицы от Земли (1 а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца)..."
Не, ну нам так настырно повторяют и повторяют, что 1 астрономическая единица это расстояние, ну сами знаете какое. Вы эт там чего? Специяльно что ли? Доконать нас хотите своей единицей. Или это рассчитано на бесконечно вновь прибывающих сюда на астроньюсину школьников? Ну тогда хотя бы для разнообразия им написали бы чего нить про астрономическую двойку, а то всё единица, да единица.
Я ещё понимал бы, если бы постоянно твердили, что есть астрономические ъГалактики, но с единицей даже любой альтернативщик согласен, или я ошибаюсь?

2
moshe44 · 23-10-2017

Я думаю что просто перевели статью а там было про единицы. А новость хорошая. Давно пора

3
NoOneElse5 · 23-10-2017

Совершенно согласен! Это назревало. Система сложнее, чем радиосвязь, но сулит повышение скорости на порядки.
Хотя, надо отметить, тут есть ложка дегтя.
В традиционной системе (радио) есть преимущество на случай аварийных ситуаций.
1) Аппарат заглючило (что то с двигателями ориентации, к примеру).
2) Аппарат перешел в "безопасный режим" - его всенаправленная антенна ловит сигнал с Земли.
3) С Земли шлют гигаватный сигнал по радио в нужную сторону с неким обновлением прошивки или какими то командами - починили.
А вот с лазерной системой так сделать сложнее. Без точного наведения ничего работать не будет.
Хотя и тут есть варианты. Наведение приемника может быть автономным и дублированным. Поскольку может быть несколько приемных объективчиков с разных сторон аппарата с автономным наведением на Землю.
Но опять таки - это усложнение.

4
dengess169 · 23-10-2017

Радио как страховка. Лазер как рабочая связь.

5
dilettant96 · 23-10-2017

Как со временем перешли от "витой пары" к оптоволокну, так и в космической связи вечно "сидеть на радиоволне" не выйдет.
Полностью отказываться от радиосвязи никто и не собирается, но потребность повысить скорость передачи научных данных назрела уже давно.

6
Leonid3102 · 23-10-2017

NoOneElse, ну про "всенаправленную" антенну вы, конечно, к слову сказали :-) Лишь для приёма команды аварийной перезагрузки годится, да и такую же оптическую в виде стеклянного шарика с вмурованным фотодатчиком просто сделать (на тех же гигаваттных условиях). А в остальном лазерная связь предпочтительнее, несмотря на необходимость более точной юстировки направления.
Хорошо бы подумать о БЕЗТОПЛИВНОМ лазерном выводе аппаратов на орбиту, вот тогда можно и говорить об экспансии на Луну или Марс 8-)

7
dilettant96 · 23-10-2017

Леонид, хорошо бы подумать о выводе производства КА, как минимум, на орбиту, а там уж и до "межпланетной экспансии" всего полшага останется. 😀

8
NoOneElse5 · 23-10-2017

Leonid3, не там с шариком - не катит. Можно сделать фотоприемник в десяток градусов направленности - еще более менее. А всенаправленный - это с Земли надо тераваттами стрелять...
Но вообще я интересовался этим направлением. Там были обходные маневры.
Например пучок датчиков (типа "глаз мухи") и тогда с Земли лазер нужен уже нормальный по мощности. Там есть все же "неудачные направления", но уже приемлемо. На самом деле решаемо. Просто решение более нежное и непривычное. Но плюсов много. Думаю на это все переедут постепенно.

9
DimitriyP98 · 23-10-2017

Я тут подумал: а такой способ связи не будет мешать остальным космическим аппаратам? Особенно если их станет много - и все "общаются" посредством лазера?

Ну, то есть - вот "выгорела" эта идея, все обрадованно переоборудовали свои КА лазерными приёмниками-передатчиками...

Но, космические расстояния - это ж не хвост собачий! С расстояния в несколько А.Е. даже луч лазера будет поистене огромен. А ну как в его фокус другие аппараты попадут?

Или те, которые вокруг Земли летают - им то мощь лазера послабже нужна. Ну и вот. Пролетают они, значит, над станцией слежения за аппаратом, расположенным где-нибудь в районе Юпитера. И лазерный пучёк сжигает нафиг их приёмник.

И это ещё пол беды. А ну как такой луч "хлестнёт" по оптике какого-нибудь спутника, наблюдающего за поверхностью Земли? В лучшем случае засветит всё, а в худшем - хана матрице.

Короче, при таких делах как бы наряду с космическим мусором не столкнуться с проблемой "космической засветки".

10
Leonid3102 · 23-10-2017

dilettant, а долго-ли посчитать!
Представим себе два плоских зеркала одно из которых лежит на земле, а второе есть платформа с КА общей массой 100 кг.
Фотон красного цвета с длиной волны 0.8 микрон имеет энергию 2.48*10^(-19) [Дж] и при отражении создаёт силу 4.14*10^(-28) [Н].
Лучшие зеркала отражают 99.99% света, другими словами если запустить фотон между плоскопараллельными зеркалами, он прежде чем поглотиться, сделает по 5000 отражений от каждого зеркала и создаст усилие:
4.14*10^(-28)*5000 = 8.28*10^(-24) [Н].
Чтобы придать платформе ускорение 30 м/сек^2 (из которых 9.8 м/сек^2 уйдёт на преодоление притяжения Земли), т. е создать усилие 3000 [Н], надо ежесекундно:
3000/8.28*10^(-24) = 3.62*10^26 шт фотонов
или излучение мощностью:
3.62*10^26*2.48*10^(-19) = 9.0*10^7 [Вт] = 90 [МВт]
Чтобы достичь скорости 8 км/сек потребуется 396 секунд. За это время платформа поднимется на высоту более 1000 км. Энергии излучения истратится
9.0*10^7*396 = 9

11
Leonid3102 · 23-10-2017

Продолжим:
9.0*10^7*396/3600000 = 9899 [кВт*час]
Цифры впечатляющие, но достижимые :-)
Но если вспомнить о теплоотводе от платформы, да КПД сегодняшних лазеров и теплоотвод от них, то цифры из области фантастики :-(

12
dilettant96 · 23-10-2017

Вот я и говорю, зачем лезть через гору, если имеются обходные пути?

13
dilettant96 · 23-10-2017

Димитрий, так ведь любой вид связи является потенциальным источником помех, проблема "ослепления" не новая, ладно ведь если случайно луч не туда угодит, так ведь найдутся желающие сделать это нарочно, вспомнить хотя бы баловников с мощными лазерными указками, что ослепляли пилотов самолётов.

14
Sqwair77733 · 23-10-2017

Ох, зря это они... Чем радиво не угодило? Эж надо нацелиться, да суметь попасть в приёмник, да ещё и на такущих расстояниях-то! А ежели пыль, или каменюка какой на пути (попадётся)? Ох, зря... :)

15
dr_ovosek18 · 23-10-2017

Leonid3, а поглощение фотонов атмосферой кто учитывать будет? Да и какой смысл поднять что-то вертикально вверх на высоту в 1000 км даже с конечной скоростью в 8 км/сек.? Упадет же (точно считать время лень, но, думаю, пары-тройки часов хватит)!

16
Leonid3102 · 23-10-2017

dr_ovosek, ну зачем вертикально, это первые несколько километров, потом постепенно до 45 гр. Если вертикально, то на обозначенных условиях платформа поднимется на ~1600 км, если не расплавится :-)

17
DimitriyP98 · 23-10-2017

delittant. Так ведь и я об том же! Радио можно "развести" по частотам, а с лазерным лучом такое проканает?

А по поводу нарочного ослепления - так ведь идея не нова. Вспомнить вот хотя бы тот знаменитый "лазерный пистолет" для наших космонавтов: он ведь аккурат под это дело был "заточен" - ослепить нежную оптику вражьего космического корабля, вздумавшего "проинспектировать" нашу мирную военную орбитальную станцию!)))

Да что там космические лазерные пистолеты. Военные это дело давно уж освоили. Ослепляют всё что можно от назойлевых дронов, до оптических систем наведения ракет.
Да и по людям лазером "пиу-пиу" не брезгуют. Британские учёные установили, что процент попаданий в цель у ослепшего снайпера или, там, наводчика-оператора натурально стремится к нулю!

Ну, это ладно. Военные - люди увлекающиеся. Им только дай повод, они и простой железный лом к делу укрепления обороноспособности страны приспособят.

Я же, в своём предыдущем комментарии, говорил о непреднамеренном ослеплении. Ну, это как проблема всяческих обсерваторий, которые страдают от огней разросшихся городов или радиопомех, если говорить о радиоастрономии.

Здесь может быть та же тема, только наоборот. Захотели какие-нибудь "гугля-маповцы" поверхность Земли сфотографировать, навели оптику вниз - а там вместо фотографии сплошной стробоскоп. Тпа дискотека.

Человек вообще такое существо, что норовит всё вокруг зас###ь. Не железными обломками - так радиоволнами. Не радио - так светом.
УжОс, короче!

18
dr_ovosek18 · 23-10-2017

DimitriyP, согласен, от себя добавлю еще добавлю информационный мусор, которым мы даже тут не брезгуем. У-ужас, у-ужас, у-ужас!

19
dr_ovosek18 · 23-10-2017

А подметать за собой мешает плохая техническая оснащенность сайта! ))))

20
Starlight29 · 23-10-2017

"Чисто не там, где убирают, а там, где не сорят", как говорят французы. Вместе с тем, лично меня к чистоплотным комментаторам едва ли возможно отнести! :-В

21
Teylor23 · 23-10-2017

А почему никто об облаках не подумал? Они на Земле не редкость

22
DimitriyP98 · 23-10-2017

Teylor. Ва-а-аще не проблема. Запилят лазер где-нибудь на горушке, повыше - и всех делов.
Или на аэроплане в небо поднимут.
Ну, или, на худой конец, аэростат системы "дирижопль" к этому делу приспособят - говорят, если его побольше сделать, так он большой вес может в небо поднять.

23
Teylor23 · 23-10-2017

Это всё усложнения,и лишний гемор

24
DimitriyP98 · 24-10-2017

Teylor. Ясен перец - гемор, кто ж спорит. Но те же телескопы на горы поднимают - и ничего. Да с самолётов их пользуют. И ничего, нормально получается.
А телескоп не сильно проще труЪ-лазера, так что чего бы и не повторить годный опыт?

25
NEWNEMO21 · 25-10-2017

Читаю тут некоторые коменты и диву даюсь . Радиоволна и лазер имеют абсолютно одинаковую скорость передачи в вакууме - 1с . Любая оптическая связь - это и есть лазерная свзяь поскольку по оптике бужит именно лазерный луч. Таких радиорелеек для передачи данных между базовыми станциями гэсэмэ сделали целую тучу аж 12 лет назад , а потом все разобрали когда связь между базами стала нарушаться из-за птиц.
Всё зависит какой луч они будут использовать в космосе для передачи , уверен что зелёный 520 nm

26
dilettant96 · 25-10-2017

NEWNEMO, в случае с лазером есть два неоспоримых преимущества: луч легче сфокусировать, а значит нужна меньшая мощность передатчика; объём передаваемой информации за единицу времени увеличивается многократно. Само собой разумеющееся, что речь идёто космосе и "вменяемых" расстояниях.

27
berezor10 · 25-10-2017

вот уже пол века пользуются радио - нет, надо придумывать сложные технологии чтобы ускорить связь в 10 раз!

28
Starlight29 · 26-10-2017

Berezor, а по-моему, это хорошо, что технологии не стоят на месте. Иначе космос до сих пор бороздили бы допотопные корабли на паровых котлах, капитаны которых общались бы друг с другом при помощи флажков да "матюгальников"! )

29
berezor10 · 26-10-2017

вы правы. но система связи тут не причем!

30
graviton5 · 26-10-2017

berezor1
"вы правы. но система связи тут не причем"! Да - это так. В первую очередь кое--где уже готовят лазерные пушки для мгновенного уничтожения противника, так что им воспользуются прежде - всего военные, возможно через спутники.

31
berezor10 · 27-10-2017

вот вот

32
berezor10 · 27-10-2017

к тому хе лазер в атмосфере точно переломится, если нет - Солнце поможет!

33
Starlight29 · 28-10-2017

Berezor, МТК, это они пока просто аппаратуру опробывают, а в будущем, конечно, сама судьба велит передатчики выносить за пределы атмосферы! "Солнце поможет" - это как?
Graviton, к сожалению, у человечества зачастую войны выступают двигателем прогресса. Такая вот воинственная раса землян! :-(

34
berezor10 · 28-10-2017

starlight, Солнце обладает свойством преломлять лазерный луч.
насчет "двигателя прогресса" - ракета р-7, положившая начало всей космонавтики, не существовала если бы во время войны ее не сконструировали для того что бы бомбардировать Нью-Йорк.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2018. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!