Оксфордский университет совместно с компанией Airbus Group Innovations испытали лазерную систему связи для беспилотных летательных аппаратов, сообщает Aviation Week. “Широкополосная лазерная связь для околоземной орбиты и спутников на Лунной орбите доказана, но дальний космос создает новые проблемы”.
Космическая лазерная связь - это будущее подключения к Интернету
Он помог приборам правильно выбрать цель для передачи данных, а также действовал как канал связи для отправки сигналов «Психее». Передача данных на расстояние 16 млн км прошла успешно, но это только первый этап тестирования. На максимальном удалении от Земли лазерному сообщению потребуется 20 минут, чтобы преодолеть это расстояние со скоростью света. Читать далее:.
Второе — у радиолиний большие внешние поля, легко перехватить информацию. А у лазерного луча узкая направленность, в космосе он вообще не рассеивается, и перехватить его практически невозможно. Радиочастоты уже все забиты, получить канал — непростая процедура. А лазерные каналы находятся в той области электромагнитного спектра, которая не регламентируется, специальных разрешений на ее использование получать не придется».
Эксперимент показал, как лазерный ретранслятор связи, расположенный на геосинхронной орбите, может быть полезен для скоростной передачи данных с МКС на Землю. Лазерная связь, также известная как оптическая связь, использует инфракрасный свет, а не традиционные радиоволны для отправки и приема сигналов. Более узкая длина волны инфракрасного света позволяет космическим аппаратам передавать больше данных.
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. Это лучше всяких слов доказало, что концепция дальней космической оптической связи по сути верна и успешно реализуется. По крайней мере, в экспериментальных установках. На более близких дистанциях скорость оптической связи ощутимо выше. Например, первый сеанс оптической связи с «Психеей» состоялся , когда она улетела от Земли на 31 млн км.
Содержание
- NASA установило новый рекорд лазерной связи в космосе - 226 млн км
- Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
- НАСА протестировало лазерную связь в космосе на расстоянии свыше 16 000 000 км
- Сообщить об ошибке в тексте
- Проект «Сфера» переходит к практической реализации
Лазерный эксперимент НАСА DSOC передал технические данные с расстояния 226 миллионов километров
В то время как оригинальной радиочастотной системе потребовалось около девяти недель, чтобы отправить полную карту Марса обратно на Землю, при использовании лазеров потребовалось около девяти дней. Таким образом, благодаря более высокой скорости передачи данных миссия сможет отправлять на Землю больше изображений и видео за одну передачу. 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.
Планируется, что пропускная способность одного аппарата «СКИФ» составит 150 гигабит в секунду, соответственно вся система может считаться группировкой террабитного класса. В первую очередь «СКИФ» предназначен для снабжения скоростным интернетом малодоступных и удаленных районов страны, а также судов, передвигающихся по Северному морскому пути. Сборка демонстратора будет проходить в ИСС имени М. Запущенный аппарат должен будет в тестовом режиме подтвердить работоспособность всей концепции.
Своевременная передача сигнала — об утечках, возгораниях и других неполадках — через космос позволит предотвратить техногенные и экологические катастрофы в нефте- и газодобыче, химической и лесной промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях. Предполагается разместить 264 спутника в 12 орбитальных плоскостях на высоте 750 км. Этого достаточно, чтобы осуществлять глобальное покрытие всей территории Земли и обеспечивать передачу данных от десятков миллионов абонентов. От лазерной связи до цифровой полезной нагрузки Отработка технологий — другая важная составляющая первого этапа «Сферы». Намечено несколько научно-исследовательских работ НИР. Одна из них — «Лазер» — предусматривает создание высокоскоростных каналов оптической связи. Передача больших объемов данных актуальна не только для телекоммуникационных спутников, но и для космических аппаратов, ведущих съемку Земли. Одна из идей предполагает переброску результатов съемки не напрямую, а через другой спутник: например, из среднеорбитальной группировки системы «СКИФ» или геостационарный спутник-ретранслятор.
В этом плане лазерная связь является одной из самых перспективных по скорости передачи данных и конфиденциальности. В рамках НИР «Лазер» планируется разработка двух терминалов межспутниковой связи, а в последующем — наземного оборудования для связи «космос — Земля». В рамках другой работы — «Типоряд» — будет вестись поиск технологий создания масштабируемых унифицированных спутниковых платформ для группировок связи и ДЗЗ. Идеология проста: несмотря на разную специфику, космические аппараты должны базироваться на одних и тех же технических решениях. Тем не менее все эти спутники относятся к малым, и для них будет создана линейка унифицированных платформ». Работой по «Типоряду», в которой участвуют как предприятия Роскосмоса, так и частные компании всего около десяти организаций , руководит генеральный конструктор по автоматическим космическим комплексам и системам Виктор Хартов. Наконец, в рамках НИР «Цифра» ставится задача перехода к гибким цифровым полезным нагрузкам для перспективных телекоммуникационных cпутников. Это позволит оптимально использовать аппарат, корректировать его зоны обслуживания и перераспределять мощность в лучах, а в перспективе обеспечить перенос сигнала в другую полосу частот.
Космический аппарат, обладающий такими возможностями, будет способен рационально использовать все свои ресурсы: например, если того потребует чрезвычайная ситуация или меняющийся рынок телекоммуникационных услуг.
Эксперимент занял примерно пять минут. Он открывает новые возможности перед наукой.
Исследователи пишут, что их работа стала очередным шагом на пути создания эффективных систем передачи лазерных сигналов на большие расстояния. Такие системы в будущем могут использоваться для связи между наземными станциями и спутниками или орбитальными космическими кораблями. Их можно использовать и для подключения атомных часов.
Кстати, такой эксперимент позволил бы, наконец, проверить в деле общую теорию относительности Эйнштейна.
И «первый свет» — первый сигнал такой связи передать уже удалось. В рамках эксперимента NASA по оптической связи в глубоком космосе DSOC на телескоп Хейла в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института в округе Сан-Диего Калифорния от спутника Psyche с расстояния почти 16 млн км — примерно в 40 раз дальше, чем Луна от Земли, — был передан лазерный луч ближнего инфракрасного диапазона с кодированными тестовыми данными. Это самая дальняя в истории демонстрация оптической связи. DSOC настроен на передачу тестовых данных с высокой пропускной способностью на Землю в ходе двухлетней демонстрации технологии во время полета Psyche к главному поясу астероидов между Марсом и Юпитером. Как DSOC впервые будет использован для тестирования высокоскоростной передачи данных за пределы лунной орбиты и как это может изменить исследование дальнего космоса.
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.
А у лазерного луча узкая направленность, в космосе он вообще не рассеивается, и перехватить его практически невозможно. Радиочастоты уже все забиты, получить канал — непростая процедура. А лазерные каналы находятся в той области электромагнитного спектра, которая не регламентируется, специальных разрешений на ее использование получать не придется». Эксперимент с лазерной связью запланирован на 2024 год.
Оптическая связь в своей основе имеет инфракрасное световое излучение вместо традиционных радиоволн для передачи и приема сигналов. У инфракрасного света короче длина волны, это позволяет упаковывать больше данных в каждую передачу. Использование лазерной связи значительно повышает эффективность передачи данных и способствует более быстрому развитию научных открытий.
После прибытия, груз был установлен на внешней области станции. Благодаря этим компонентам, возможно осуществление дальнейшей навигации и сопровождения LCRD, расположенного на геосинхронной орбите. Оптический модуль ILLUMA-T имеет размеры, сравнимые с микроволновой печью, а его полезная нагрузка соответствует стандартному холодильнику. Лазерная связь не только обеспечит передачу колоссальных массивов данных с научных миссий, но также послужит надежным средством коммуникации между астронавтами и Землей во время исследования Луны, Марса и дальних границ космоса — доктор Джейсон Митчелл, директор дивизиона по передовым коммуникационным и навигационным технологиям SCaN. Сразу после монтажа оборудования, инженеры приступили к проведению испытаний и контрольных проверок с целью убедиться в нормальной работе ILLUMA-T.
Окончательное решение о численности и составе спутниковых группировок будет приниматься на основе показанных результатов. Пандемия и необходимость решения приоритетных государственных задач внесли определенные коррективы в планы реализации федерального проекта «Сфера». Создание национальной многоспутниковой группировки связи и дистанционного зондирования Земли ДЗЗ продолжится, но процесс будет поэтапным и более вариативным. Позади длительное — свыше двух лет — согласование в федеральных органах исполнительной власти. В результате Минфином было предусмотрено финансирование первоочередных работ по проекту «Сфера» — 7 млрд рублей на этот год и еще по 7 млрд ежегодно с 2022 по 2024 год, — рассказал «Русскому космосу» директор Департамента перспективных программ и проекта СФЕРА Сергей Прохоров. Топ-менеджер Роскосмоса не скрывает, что на текущий момент «Сфера» серьезно отличается от первоначального варианта 2019 г. Он считает, что сказалось стечение обстоятельств: «В последнее время произошло несколько хорошо известных событий, которые повлекли за собой колоссальные расходы государства. Это и пандемия, последствия которой повлияли на социально-экономическую ситуацию в стране, и санкции, под которые попали ряд российских предприятий и отраслей. Думаю, задержка с согласованием и все внесенные изменения вызваны именно этими форс-мажорными обстоятельствами». Тем не менее все это время Роскосмос продолжал вести разработку и продвижение фронтальной стратегии развития Госкорпорации, в основе которой заложен проект «Сфера». В целом предстоящий трехлетний этап «Сферы» можно назвать подготовительным: в его рамках будут отрабатываться различные технологии и изготавливаться опытные образцы техники. От результатов этапа зависит, по какому пути пойдет процесс серийного производства и развертывания группировок на орбитах. При всех изменениях основная идея проекта — космос для человека — остается прежней. Что важно знать о «Сфере»? Благодаря ей будет создана самая современная система коммуникаций и мониторинга, включающая как существующую, так и перспективную космическую инфраструктуру. Значительная часть территории нашей страны расположена в высоких широтах, где плотность населения невелика, а зоны тайги, тундры и вечной мерзлоты мешают прокладке сетей оптоволоконной связи. В таких местах предоставить полный комплекс телекоммуникационных услуг для стационарных и подвижных объектов, обеспечить связанность территорий помогут спутники. Достичь указанных целей планируется путем развертывания группировок со спутниками связи «Ямал» и «Экспресс» на геостационарных и «Экспресс-РВ» на высокоэллиптических орбитах, с аппаратами широкополосного доступа в Интернет «СКИФ» на средних орбитах и спутниками для обеспечения «интернета вещей» «Марафон IoT» на низких орбитах. В результате будут развиваться интегрированные сервисы для роста всех отраслей экономики страны. Сюда можно включить и обслуживание Северного морского пути — перспективного транспортного коридора, а также развитие широкополосного доступа в Интернет и «интернета вещей» в удаленных и труднодоступных районах страны. О проекте «Сфера» впервые рассказал в ходе прямой линии 7 июня 2018 г.
Луч на Землю: В NASA сообщили о получении лазерного сигнала из космоса
В МФТИ добавили, что терминал потребляет около 15 ватт энергии, способен передавать данные со скоростью до 100 мегабит в секунду на расстояниях около 1,5 тысячи километров. Устройство изготовлено при помощи 3D-принтера и ЧПУ-станков. Все его компоненты можно вместить в небольшую коробку.
Инвестиции в проект составили 2 млрд рублей от ВТБ, при этом структура собственности компании не раскрывается. Эксперты подчеркивают перспективность проекта в свете развития космических технологий и важность научной базы для его реализации.
Лазерная связь обладает рядом преимуществ, включая высокую скорость и энергоэффективность, но сталкивается с вызовами, связанными с зависимостью от атмосферных условий и необходимостью точного наведения луча на целевой спутник.
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. Эта демонстрация покажет, как лазерная связь может принести пользу миссиям ОСЗ. Как только это будет завершено, команда направится к первому источнику света полезной нагрузки — важной вехе миссии, которая передаст первый лазерный свет на LCRD через его оптический телескоп. Как только появится первый свет, начнутся эксперименты по передаче данных и лазерной связи, которые будут продолжаться на протяжении всей запланированной миссии.
Оптика на порядок увеличила бы его пропускную способность. Блок лазерного приёмопередатчика «Психеи» не предназначен для передачи научных данных с борта зонда на Землю. Для демонстрации и испытаний возможностей оптической связи видео и другие данные были записаны в него ещё на Земле. Тем не менее, команда зонда смогла продублировать передачу фрагмента инженерных данных с борта зонда по оптическому каналу в то же время, как эти данные передавались по основному радиоканалу. Тем самым NASA получило возможность заявить, что впервые по оптике были переданы инженерные данные с борта космического корабля из глубокого космоса.
Система лазерной космической связи DSOC
- Учёные протестировали лазерную связь на расстоянии 226 000 000 км (2 фото + видео)
- Британцы испытали лазерную связь для беспилотников
- США выделят Micron $6,1 млрд для американских заводов по производству микросхем
- В NASA испытали лазерный «интернет»: 25 Мбит/с на расстояние 226 миллионов километров
- Правила комментирования
Луч на Землю: В NASA сообщили о получении лазерного сигнала из космоса
Положение Psyche 8 апреля, когда лазерный приемопередатчик DSOC передал данные со скоростью 25 Мбит/с на расстояние 225,3 млн. километров на Землю. Ее спутники Starlink начали использовать лазерную связь для обратной связи. В 2024 году «Росатом» протестирует технологию космической лазерной связи.
Airbus внедрит высокоскоростную лазерную связь
НАСА планирует важный шаг к достижению этой цели, запустив и протестировав свою первую двустороннюю сквозную лазерную систему связи. К сожалению, пока нет полноценной рабочей системы лазерной связи, а значит, переход на нее еще не состоится. Российские учёные и инженеры успешно установили связь с микроспутником «Импульс-1», который был разработан для изучения Солнца и проверки лазерной спутниковой связи. С точки зрения эффективности лазерная связь позволяет добиться роста скорости передачи данных в 10—100 раз, если сравнивать с применяемой сейчас. Летный лазерный приемопередатчик для демонстрации технологии оптической связи в глубоком космосе (DSOC) в JPL в апреле 2021 года.
Навигация по записям
- Московские новости
- Луч на Землю: В NASA сообщили о получении лазерного сигнала из космоса
- Другие новости
- США выделят Micron $6,1 млрд для американских заводов по производству микросхем
- Эксперимент проходит все более успешно
- Система лазерной космической связи DSOC
Лазерная связь заменит радио. Испытания на пороге очередного космического прорыва.
Для связи в свободной атмосфере передатчики должны находиться в прямой видимости — дальность связи на поверхности Земли обычно не превышает пяти километров», — пояснил он. Организуемый канал лазерной связи имеет высокую защищённость, скрытность и малозаметность. Эксперимент НАСА "Оптическая связь в глубоком космосе" (DSOC) призван проложить путь к использованию лазерной связи для передачи данных из глубокого космоса. Лазерная связь позволит передавать на Землю от 10 до 100 раз больше данных, чем современные радиочастотные системы. Как заявил глава «Роскосмоса» Рогозин, в рамках проекта «Сфера» госкорпорация будет заниматься лазерной связью.