최근 미국 탐사선 스피릿은 1,600만 킬로미터 떨어진 지상 시설과 심우주 레이저 통신 시험을 완료하여 우주 광통신 거리 신기록을 세웠습니다. 그렇다면 스피릿의 장점은 무엇일까요?레이저 통신? 기술적 원리와 임무 요건을 고려할 때, 어떤 어려움을 극복해야 합니까? 향후 심우주 탐사 분야에서의 응용 가능성은 어떻게 예상하십니까?
기술적 혁신, 도전을 두려워하지 않는다
심우주 탐사는 우주를 탐사하는 우주 연구자들에게 매우 어려운 과제입니다. 탐사선은 먼 성간 공간을 횡단하고, 극한의 환경과 혹독한 조건을 극복하며, 귀중한 데이터를 수집하고 전송해야 하며, 통신 기술이 핵심적인 역할을 합니다.
의 개략도심우주 레이저 통신스피릿 위성 탐사선과 지상 관측소 간의 실험
10월 13일, 스피릿 탐사선이 발사되어 최소 8년간 지속될 탐사 여정을 시작했습니다. 임무 초기에는 미국 팔로마 천문대의 헤일 망원경과 협력하여 근적외선 레이저 코딩을 사용하여 지구 팀과 데이터를 주고받는 심우주 레이저 통신 기술을 시험했습니다. 이를 위해 탐지기와 레이저 통신 장비는 최소 네 가지 유형의 어려움을 극복해야 합니다. 각각 원거리, 신호 감쇠 및 간섭, 대역폭 제한 및 지연, 에너지 제한, 열 발산 문제는 주목할 만한 문제입니다. 연구원들은 오랫동안 이러한 어려움을 예상하고 대비해 왔으며, 일련의 핵심 기술을 개발하여 스피릿 탐사선이 심우주 레이저 통신 실험을 수행할 수 있는 탄탄한 토대를 마련했습니다.
먼저, 스피릿 검출기는 고속 데이터 전송 기술을 사용하고 전송 매체로 레이저 빔을 선택하여 장착합니다.고출력 레이저송신기, 다음의 장점을 활용레이저 전송속도와 안정성이 뛰어나고, 깊은 우주 환경에서 레이저 통신 링크를 구축하려고 시도하고 있습니다.
둘째, 통신의 신뢰성과 안정성을 향상시키기 위해 Spirit 검출기는 효율적인 코딩 기술을 채택하여 데이터 코딩을 최적화함으로써 제한된 대역폭 내에서 더 높은 데이터 전송률을 달성합니다. 동시에, 순방향 오류 정정 코딩(FOC) 기술을 사용하여 비트 오류율을 줄이고 데이터 전송 정확도를 향상시킵니다.
셋째, 지능형 스케줄링 및 제어 기술을 통해 프로브는 통신 자원을 최적으로 활용합니다. 이 기술은 작업 요구 사항 및 통신 환경의 변화에 따라 통신 프로토콜과 전송 속도를 자동으로 조정하여 제한된 에너지 조건에서도 최상의 통신 결과를 보장합니다.
마지막으로, 스피릿 탐사선은 신호 수신 성능을 향상시키기 위해 다중 빔 수신 기술을 사용합니다. 이 기술은 여러 개의 수신 안테나를 사용하여 배열을 형성하여 신호의 수신 감도와 안정성을 향상시키고, 복잡한 심우주 환경에서도 안정적인 통신 연결을 유지할 수 있습니다.
장점은 분명하지만 비밀 속에 숨겨져 있습니다.
외부 세계는 찾기 어렵지 않습니다.원자 램프스피릿 탐사선의 심우주 통신 시험의 핵심 요소인 레이저는 심우주 통신의 괄목할 만한 진전을 이루는 데 어떤 구체적인 이점을 가지고 있을까요? 그 미스터리는 무엇일까요?
한편, 심우주 탐사 임무에 필요한 대용량 데이터, 고해상도 이미지 및 비디오에 대한 수요가 증가함에 따라 심우주 통신을 위한 더 높은 데이터 전송 속도가 요구될 수밖에 없습니다. 통신 전송 거리가 수천만 킬로미터로 "시작"되는 경우가 많기 때문에 전파는 점차 "무력"해지고 있습니다.
레이저 통신은 전파에 비해 광자(photon)를 통해 정보를 인코딩하는 반면, 근적외선은 파장이 더 좁고 주파수가 더 높아 더욱 효율적이고 원활한 정보 전송이 가능한 공간 데이터 "고속도로"를 구축할 수 있습니다. 이 점은 초기 저궤도 우주 실험에서 이미 검증되었습니다. 관련 적응 조치를 취하고 대기 간섭을 극복한 후, 레이저 통신 시스템의 데이터 전송 속도는 이전 통신 수단보다 거의 100배 빨라졌습니다.
게시 시간: 2024년 2월 26일