Технология оптической связи из далекого космоса прошла очередную проверку в эксперименте NASA. Потому лазерная связь — это связь скрытная, что крайне выгодно отличает ее от привычных технологий передачи данных. Как заявил глава «Роскосмоса» Рогозин, в рамках проекта «Сфера» госкорпорация будет заниматься лазерной связью. Основным преимуществом использования лазерной связи по сравнению с радиоволнами является увеличенная полоса пропускания.
Лазерная связь заменит радио. Испытания на пороге очередного космического прорыва.
SpaceLink планирует провести демонстрацию ретрансляции данных в 2024 году после тестирования на орбите своих спутников связи. Миссия НАСА Psyche, которая отправилась на исследование астероида 16 Psyche в Главном поясе, успешно провела первый тест лазерной связи в глубоком космосе. TBIRD продолжает внедрение оптической связи НАСА, демонстрируя преимущества лазерной связи для околоземных научных миссий. К сожалению, пока нет полноценной рабочей системы лазерной связи, а значит, переход на нее еще не состоится.
Система «Сфера» получит лазерную связь
Во время полета луч «следит» за самолетом, находясь все время в одной точке. Лазерные приемопередатчики почти не ухудшают аэродинамические качества самолета При этом лазерные приемопередатчики существенно компактнее, например, используемых сейчас спутниковых антенн: один такой «горб» в верхней части фюзеляжа создает аэродинамическое сопротивление, которое полностью нивелирует выигрыш от использования винглетов! Спутниковая антенна полностью нивелирует весь выигрыш от наличия винглетов Самое же интересное заключается в том, что каждый самолет работает как ретранслятор сигнала на другие самолеты, летящие поблизости. То есть, с наземной станцией связывается не каждый борт, а только некоторые.
Многоспутниковым группировкам нужна межспутниковая система связи. Использование лазеров для этой задачи обладает большим потенциалом , поскольку отсутствие атмосферных помех позволяет добиться высокой скорости передачи информации. Это можно сделать с помощью межспутникового интернета, предварительно установив на спутники терминалы с лазером. Такой интернет позволит моментально передать, например, изображение, которое сделал спутник над Вашингтоном , в Москву. Дело в том, что спутнику, который находится над Америкой , лететь к Москве будет долго, соответственно, картинку мы будем ждать несколько часов.
На самолётах Airbus появится лазерная связь. Аэрокосмический гигант в сотрудничестве с голландской компанией VDL Group разработает и внедрит принципиально новую систему связи под названием UltraAir. Технология позволит воздушным судам обмениваться большими объёмами данных с помощью лазерных лучей через сеть наземных станций и спутников на геостационарной орбите 36 000 км над Землёй. Применять разработку планируется, в том числе, в военной сфере. Передача данных ускорится примерно в 10 раз. Airbus Согласно официальному пресс-релизу Airbus, технология основывается на разработках Нидерландской организации прикладных научных исследований TNO.
Изделия могут применяться в радиолокации, телекоммуникациях, авиации, системах криптозащиты, машинном зрении и лазерной дальномерии. Входящее в состав холдинга предприятие «Оптрон» демонстрирует на выставке широкую линейку диодов различных типов в корпусе для поверхностного монтажа. Устройства используются в составе радиостанций, радиодальномеров и радиовысотомеров, в аппаратуре шифрования сигналов, маршрутизаторах доступа, бортовом оборудовании летательных аппаратов и радиолокационных станциях. Изделия представляют собой высокочувствительные полупроводниковые приборы, преобразующие свет в электрический сигнал.
НАСА протестировало лазерную связь в космосе на расстоянии свыше 16 000 000 км
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. Тестирование лазеров в различных сценариях В будущем оперативная лазерная связь дополнит радиочастотные системы, которые до сих пор используются многими космическими миссиями для передачи данных обратно на Землю.
На этой площадке было установлено специальное зеркало, которое отразило луч и вернуло его обратно к источнику. 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.
Однако оптическая связь становится более сложной на больших расстояниях, так как требует крайней точности для направления лазерного луча. Чем дальше аппарат Psyche будет удаляться на пути к своей цели, тем слабее будет сигнал фотонов лазера.
Кроме того, фотонам потребуется больше времени для достижения пункта назначения, создавая задержку более 20 минут. К тому времени, как данные достигнут Земли, наземному контролю придётся корректировать новое положение космического аппарата. Тест был первым, который полностью включал наземные станции и передающее устройство, требуя от команд DSOC и Psyche работать вместе.
CNews писал о том, что Amazon в рамках проекта Kuiper протестировала на низкой околоземной орбите оптическое межспутниковое соединение OISL , при котором спутники обмениваются информацией с помощью инфракрасных лазерных лучей. Первоначальные данные показали, что сеть сможет поддерживать связь и между несколькими спутниками одновременно. Тестирование межспутниковой лазерной связи проводит с сентября 2020 г. В 2022 г.
Британцы испытали лазерную связь для беспилотников
Лазерные станции используются для решения задач наземного автоматизированного комплекса управления группировкой отечественных космических аппаратов (КА). 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. Кроме того, лазерная связь обеспечивает повышенную безопасность по сравнению с традиционными радиоволнами, поскольку ее сложнее перехватить и декодировать. Устройство связи ориентировалось на лазерный сигнал «маяка», отправленный с Земли. Сообщается, что предыдущий рекорд дальности передачи стабильного лазерного луча значительно превзойден.
Airbus внедрит высокоскоростную лазерную связь
Тем самым NASA получило возможность заявить, что впервые по оптике были переданы инженерные данные с борта космического корабля из глубокого космоса. Также был поставлен другой эксперимент, когда одна наземная станция по мощному лазеру передала большой пакет данных на зонд, а зонд передал их обратно на другую наземную станцию на телескоп Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института в округе Сан-Диего, Калифорния. Пакет данных совершил путешествие туда и обратно, проделав в космосе путь дальностью 450 млн км. Наконец, была проверена возможность принимать оптический сигнал с «Психеи» одновременно двумя станциями на два далеко разнесённых телескопа. Такая возможность может поднять скорость передачи данных за счёт снижения уровня ошибок, надо полагать , а также обеспечит канал связи, даже если над одной из станций приёма будет облачно, что для лазера станет непробиваемой стеной.
Такое снижение веса крайне важно для космических миссий, где важна каждая унция. Кроме того, лазерная связь обеспечивает повышенную безопасность по сравнению с традиционными радиоволнами, поскольку ее сложнее перехватить и декодировать. Этот аспект особенно важен для чувствительных миссий и связи с секретной информацией. Кроме того, лазерная связь позволяет создавать более гибкие наземные системы, обеспечивая лучшую адаптивность и масштабируемость сетей связи. После прибытия полезная нагрузка была установлена на японском экспериментальном модуле-объекте станции.
Лавинные фотодиоды применяются в машинном зрении, оптоволоконной телекоммуникации и лазерной дальнометрии. В рамках экспозиции демонстрируются гетероструктуры на основе полупроводниковых материалов A3B5 арсенида галлия, нитрида галлия, карбида кремния , которые являются основой для изготовления любых лазерных диодов, светодиодов и фотоприемников. Разработка и освоение технологий выпуска опто- и фотоэлектронной компонентной базы — один из приоритетов Стратегии развития электронной промышленности России до 2030 года, и на выставке «Связь» наши предприятия уже демонстрируют образцы таких изделий», - рассказали в «Росэлектронике». Кроме того, Концерн «Созвездие» показывает на выставке серийные образцы гражданских радиостанций стандарта DMR.
В центре виден полетный лазерный приемопередатчик DSOC с золотой крышкой. 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.
Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
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. Опыт по созданию терминалов лазерной связи АО «НПК «СПП» и результаты космического эксперимента «Система лазерной связи» (КЭ СЛС) могут быть использованы для дальнейших. Как заявил глава «Роскосмоса» Рогозин, в рамках проекта «Сфера» госкорпорация будет заниматься лазерной связью. Российский спутник «Импульс-1» открывает лазерный канал связи.
NASA установило новый рекорд лазерной связи в космосе - 226 млн км
Проект набирает команду, включая руководителя, администратора, архитектора ПО и системного инженера — об этом говорится в соответствующих объявлениях о найме на работу. 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.
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.
Российские разработчики представили проект лазерной связи в космосе 21 марта 2024 13:31 Центр В течение многих лет радио использовалось повсеместно, но из-за больших потерь, которые являются особенностью этой технологии, часть сигнала уходила в никуда. Лазерная связь позволит передавать больше данных при тех же затратах. Благодаря высокой скорости передачи данных и экономии энергии эта технология может заменить привычную радиосвязь в космосе, пишет РБК. По словам ведущего специалиста по космической оптике Сергея Алексеева, работа над проектом началась два года назад.
Новая система представляет собой наземный излучатель лазера с длиной волны 1150 нанометров. На беспилотнике устанавливается лазерный детектор и система зеркал. Суть системы заключается в том, что лазерная установка наводит луч на беспилотник. Система зеркал на беспилотнике затем модулирует лазерный луч в соответствии с передаваемыми данными и отражает его обратно.
Космическая лазерная связь - это будущее подключения к Интернету
С тех пор проект продемонстрировал, что приемопередатчик может принимать данные с мощного восходящего лазера на объекте JPL Table Mountain вблизи Райтвуда, Калифорния. Данные также могут быть отправлены на приемопередатчик, а затем повторно соединены с Землей в ту же ночь. Лазерная технология связи в этом демонстрационном проекте НАСА предназначена для передачи данных со скоростью в 10-100 раз быстрее, чем современные радиочастотные системы, используемые сегодня в космических миссиях. Теперь, когда зонд находится в семь раз дальше, скорость, с которой он может отправлять и получать данные, уменьшилась, что было ожидаемо. Лазерная передача научных данных из глубокого космоса Во время испытаний 8 апреля команда проекта также дала команду полетному лазерному приемопередатчику на оптическую передачу данных, сгенерированных "Психеей".
Передатчиком служит мощный полупроводниковый лазерный диод. Информация поступает в приёмопередающий модуль, в котором кодируется различными помехоустойчивыми кодами, модулируются оптическим лазерным излучателем и фокусируется оптической системой передатчика в узкий коллимированный лазерный луч и передаётся в атмосферу. На принимающей стороне оптическая система фокусирует оптический сигнал на высокочувствительный фотодиод или лавинный фотодиод , который преобразует оптический пучок в электрический сигнал. При этом чем выше частота до 1,5 ГГц , тем больше объём передаваемой информации. Далее сигнал демодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса.
По данной причине необходимо увеличить поток сигналов для более эффективной и быстрой передачи необходимой информации. Специалисты NASA запланировали использовать для связи дополнительный сегмент частотного диапазона с использованием новейших технологий. Автор: Семен Зайцев.
Система лазерной связи подключилась к радиопередачику «Психеи», а затем отослала копию инженерных данных по световому лучу. Кроме того, инженерам впервые удалось скомандовать передатчику начать отправку данных, собранных «Психеей», по оптическому каналу. Одновременно с передачей информации по радиочастоте лазерные системы передавали часть тех же данных Паломарской обсерватории. Зонд вновь стал передавать данные о состоянии своих систем.
Установлена лазерная связь на расстоянии 16 миллионов километров. Это в 40 раз дальше Луны
НАСА впервые в истории установило двустороннюю лазерную связь между демонстрационной системой ретрансляции лазерной связи (LCRD) и интегрированным терминалом модема и. Переход на лазерную связь позволит увеличить пропускную способность от 10 до 100 раз по сравнению с радиосвязью. В этом заключается идея применения лазерной связи, также известной как оптическая связь, вместо радиоволн. TBIRD продолжает внедрение оптической связи НАСА, демонстрируя преимущества лазерной связи для околоземных научных миссий. Как объяснили ученые, современные системы подводной лазерной связи имеют высокую стоимость и способны поддерживать широкий канал связи только на небольших дистанциях.