최근 미국 스피릿 탐사선은 1600만km 떨어진 지상시설을 대상으로 심우주 레이저 통신 테스트를 완료해 우주 광통신 거리 신기록을 세웠다.그럼 어떤 장점이 있나요?레이저 통신?기술적 원리와 임무 요구사항을 기준으로 어떤 어려움을 극복해야 합니까?향후 심우주 탐사 분야에 응용될 가능성은 무엇입니까?
도전을 두려워하지 않는 기술적 혁신
심우주 탐사는 우주 연구자들이 우주를 탐험하는 과정에서 매우 어려운 작업입니다.탐사선은 머나먼 성간 공간을 횡단하고, 극한의 환경과 열악한 조건을 극복하고, 귀중한 데이터를 획득하고 전송해야 하며, 통신 기술이 중요한 역할을 합니다.
개략도심우주 레이저 통신스피릿 위성 탐사선과 지상 관측소 사이의 실험
10월 13일, 스피릿 탐사선이 발사되어 최소 8년 동안 지속되는 탐사 여정이 시작되었습니다.임무 시작 시 미국 팔로마 천문대(Palomar Observatory)의 헤일(Hale) 망원경과 협력하여 심우주 레이저 통신 기술을 테스트했으며, 근적외선 레이저 코딩을 사용하여 지구상의 팀과 데이터를 통신했습니다.이를 위해서는 검출기와 레이저 통신 장비가 최소한 4가지 유형의 어려움을 극복해야 합니다.각각, 원거리, 신호 감쇠 및 간섭, 대역폭 제한 및 지연, 에너지 제한 및 열 방출 문제에 주목할 가치가 있습니다.연구자들은 이러한 어려움을 오랫동안 예상하고 대비해 왔으며 일련의 핵심 기술을 돌파하여 스피릿 탐사선이 심우주 레이저 통신 실험을 수행할 수 있는 좋은 기반을 마련했습니다.
우선, Spirit detector는 고속 데이터 전송 기술을 사용하여 레이저 빔을 전송 매체로 선택했습니다.고출력 레이저송신기의 장점을 이용하여레이저 전송속도와 높은 안정성을 바탕으로 깊은 우주 환경에서 레이저 통신 링크를 구축하려고 합니다.
둘째, 통신의 신뢰성과 안정성을 향상시키기 위해 Spirit detector는 데이터 코딩을 최적화하여 제한된 대역폭 내에서 더 높은 데이터 전송 속도를 달성할 수 있는 효율적인 코딩 기술을 채택합니다.동시에 순방향 오류 정정 코딩 기술을 사용하여 비트 오류율을 줄이고 데이터 전송의 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
셋째, 지능형 스케줄링 및 제어 기술을 통해 프로브는 통신 자원의 최적 활용을 실현합니다.이 기술은 작업 요구 사항 및 통신 환경의 변화에 따라 통신 프로토콜 및 전송 속도를 자동으로 조정하여 제한된 에너지 조건에서 최상의 통신 결과를 보장합니다.
마지막으로, 신호 수신 능력을 향상시키기 위해 Spirit 프로브는 멀티빔 수신 기술을 사용합니다.이 기술은 여러 개의 수신 안테나를 사용하여 어레이를 형성함으로써 신호의 수신 감도와 안정성을 향상시키고 복잡한 심우주 환경에서 안정적인 통신 연결을 유지할 수 있습니다.
장점은 뻔하지만 비밀은 숨겨져 있다
바깥 세상에서는 그 사실을 찾기가 어렵지 않습니다.레이저스피릿 탐사선의 심우주 통신 테스트의 핵심 요소인 레이저는 심우주 통신의 획기적인 발전에 도움이 되는 구체적인 장점이 무엇인가?미스터리는 무엇입니까?
한편으로는 심우주 탐사 임무를 위한 대용량 데이터, 고해상도 이미지 및 비디오에 대한 수요가 증가함에 따라 심우주 통신을 위해 더 높은 데이터 전송 속도가 필요할 수밖에 없습니다.종종 수천만 킬로미터로 '시작'되는 통신 전송 거리 앞에서 전파는 점차 '무력'해집니다.
레이저 통신은 광자에 정보를 부호화하는 반면, 근적외선 광파는 전파에 비해 파장이 더 좁고 주파수도 높아 보다 효율적이고 원활한 정보 전달이 가능한 공간 데이터 '하이웨이' 구축이 가능하다.이 점은 초기 저궤도 우주 실험에서 예비적으로 검증된 바 있다.관련 적응 조치를 취하고 대기 간섭을 극복한 후, 레이저 통신 시스템의 데이터 전송 속도는 한때 이전 통신 수단보다 거의 100배 더 높았습니다.
게시 시간: 2024년 2월 26일