Эксперимент «ЭКОЛИНС» запланирован на 2023 год, по нему уже завершена стадия технического проектирования, сообщают «РИА Новости».
Росатом запланировал эксперимент с космической лазерной связью на 2024 год
NASA передало информацию к зонду Psyche, который отправляется к астероиду Психея, с помощью лазерной системы связи. «Московские новости» продолжают серию материалов о цифровом бессмертии — о том, как технологии позволяют имитировать личность человека и создавать цифровых двойников. На прошедшей на этой неделе в Брюсселе конференции SITA IT SUMMIT была представлен проект системы связи в небе при помощи прорывной лазерной технологии.
Земля впервые получила лазерный сигнал с расстояния 16 миллионов километров
| Росатом запланировал эксперимент с космической лазерной связью на 2024 год — Новости Космонавтики | Лазерная связь сильно зависит от атмосферных показателей, с радиосвязью же вопрос давно изучен и отработан", — заключил эксперт. |
| Учёные протестировали лазерную связь на расстоянии 226 000 000 км (2 фото + видео) | Для «Системы лазерной связи» (КЭ «СЛС») возможно и перспективно применение оптоэлектронных процессоров для увеличения скорости передачи данных. |
SpaceLink продемонстрирует лазерную связь с МКС в 2024 году
Испытания проводились 8 апреля, сеанс связи продлился около 10 минут. С точки зрения эффективности лазерная связь позволяет добиться роста скорости передачи данных в 10—100 раз, если сравнивать с применяемой сейчас. Недавно система поставила рекорд скорости передачи данных: 11 декабря 2023 года в рамках эксперимента был отправлен 15-секундный отрезок видео в UHD-разрешении.
Применение технологии DSOC должно также компенсировать время прохождения света от зонда до Земли на больших расстояниях.
При максимальном удалении Psyche от нашей планеты фотонам ближнего инфракрасного диапазона DSOC потребуется около 20 минут для обратного пути. За это время и зонд, и планета успеют переместиться. Поэтому лазеры восходящего и нисходящего каналов должны будут адаптироваться к изменению положения.
Однако высокая стоимость его прокладки ограничивает использование ВОЛС. Компании, которые не могут себе позволить построение ВОЛС, в качестве канала связи используют обычный медный кабель витые пары. Однако при значительном удалении пользователей друг от друга свыше 1,5—2,2 км необходимы ретрансляторы. Чем их больше, тем дороже канал связи. Качество и скорость передачи трактов ИКМ30 оставляют желать лучшего. Частота появления ошибочных битов имеет порядок 10-7 хотя, по-нашему мнению, и эта цифра сильно занижена , т. Следует отметить, что сегодня существует целый ряд технологий, обеспечивающих высокоскоростную передачу трафика по линиям связи на основе медного кабеля. Аппаратура HDSL может быть использована для уплотнения абонентских и соединительных линий, при этом не надо подбирать параметры провода и можно воспользоваться витыми парами уже проложенного кабеля в зависимости от типа аппаратуры требуется от двух до четырех пар.
Технология HDSL предусматривает новый способ кодировки, позволяющий исключить взаимное влияние потоков информации, идущих в прямом и обратном направлениях, а также наводки на аналоговые сигналы в соседних парах. Проводимые в России эксплуатационные испытания оборудования HDSL показали значительное увеличение дальности передачи потоков Е1 зависит от диаметра жилы кабеля по сравнению с дальностью, обеспечиваемой аппаратурой ИКМ30. Однако такие испытания проводились при фиксированном коэффициенте BER, равном 10-6. Можно предположить, что для BER порядка 10-10 дальность передачи окажется меньше. К тому же реальное состояние российских кабельных линий качество используемого кабеля, большое число стыков и т. Поэтому заказчик должен сам соотносить необходимые ему качество и дальность связи. Как видим, HDSL — перспективная технология, но ветхость наших телефонных линий не позволяет в полной мере использовать все ее достоинства. В настоящее время для беспроводного обмена информацией широко применяются радиорелейные линии и радиомодемы. Предельный радиус действия беспроводных радиоканалов — 80 км без использования ретрансляторов.
В корпоративных сетях более популярны радиомодемы. Различают радиомодемы, работающие в узком narrow band и широком spread spectrum спектре частот. Однако при использовании радиомодемов и радиорелейных линий возникает проблема, связанная с искажением или даже потерей сигнала из-за засоренности радиоэфира. К тому же само радиооборудование является источником помех. Для повышения качества связи производители вынуждены идти на различные ухищрения, но, несмотря на это, проблемы остаются. Нельзя забывать и о трудностях, связанных с получением лицензии на использование радиоканала. Сейчас интенсивно развивается другая технология беспроводной связи — лазерная. По нашему мнению, она имеет бесспорное преимущество перед радиосвязью при организации беспроводных мостов "точка—точка" на расстоянии до 1,2 км. Цены на оборудование лазерной связи имеют тот же порядок а зачастую и ниже , что и цены на радиооборудование.
Выбор того или иного типа оборудования если он вообще возможен зависит от многих факторов. Какими же из них мы чаще всего руководствуемся?
Желание поднять скорость еще выше влечет за собой выход за рамки радиосвязи и разработку систем оптической связи, которые используют лазеры для передачи данных через космическое пространство. В дополнение к радио S-диапазона, Орион будет нести систему лазерной связи для отправки 4К-видео обратно на Землю. В будущем, НАСА создаст долгосрочный центр лазерной связи, связывающий нашу планету и ее спутник. Снимок Земли, переданный Вояджером в 1990 году с расстояния в 6 млрд километров. Сейчас скорость обмена информации с ним не превышает сотни бит в секунду, так что на передачу такой фотографии понадобится не один час.
Лазерная связь — сложная штука. Малейший сдвиг космического корабля может привести к отклонению лазерного луча от курса, а проходящее над приемником облако на Земле может прервать его. Но все же такая оптическая связь позволит будущим миссиям получать обновления программного обеспечения в считанные минуты, а не дни. Космонавты будут защищены от одиночества, работая в космосе. А научное сообщество получит доступ к беспрецедентному потоку данных между Землей и Луной. Сегодня космические агентства предпочитают использовать радиостанции в диапазоне S от 2 до 4 гигагерц и Ka от 26,5 до 40 ГГц для связи между космическим аппаратом и центром управления полетами. Диапазон Ka особенно ценится — Дон Корнуэлл, который курирует развитие радио- и оптических технологий в НАСА, называет его «кадиллаком радиочастот», потому что он может передавать до гигабита в секунду и хорошо распространяется в космосе.
Способность любого космического корабля передавать данные ограничена некоторыми неизбежными рамками, которые накладывает радиофизика. Во-первых, радиоспектр конечен, и подходящие для космической связи радиочастоты зачастую активно используются и на Земле. Вторая серьезная проблема заключается в том, что радиосигналы рассеиваются, пролетая сотни тысяч километров в космосе. К тому времени, когда сигнал Ка-диапазона с Луны достигнет Земли, он будет пятном около 2000 километров в диаметре, что сравнимо по площади с Индией. Из-за этого сигнал станет намного слабее, поэтому вам понадобится либо чувствительный приемник на Земле, либо мощный передатчик на Луне. MAScOT — попытка исследователей из Lincoln Laboratory создать модульную недорогую систему оптической связи, включающую такие приборы, как телескоп с поворотным креплением и специальную подставку для обеспечения безопасности системы в экстремальных условиях запуска ракеты. У систем лазерной связи также есть проблема рассеивания, и к тому же пересекающиеся лучи могут «запутать» данные.
Но лазерный луч, отправленный с Луны, к моменту прибытия на Землю охватит область шириной всего 6 км.
«Роскосмос» проведет эксперимент по лазерной связи в 2023 году
Затем автоматические системы на приемопередатчике и наземных станциях выполнили точную настройку. Удачный эксперимент Тестовые данные передавались одновременно через восходящий и нисходящий лазеры. Хотя это были не научные данные миссии Psyche, как планировалось, это все равно был большой успех. В течение короткого времени с помощью лазеров можно было передавать, принимать и декодировать только некоторые данные. Цель эксперимента DSOC — продемонстрировать, что скорость передачи «лазерных данных» в 10-100 раз выше, чем у современных радиочастотных систем, используемых сегодня на космических аппаратах.
По словам разработчиков, в отличие от радиосвязи лазерную систему обмена данными невозможно взломать. Кроме того, часть системы, устанавливаемая на беспилотники, имеет небольшое энергопотребление. Как ожидается, Hyperion будет использоваться на беспилотниках для передачи информации в режиме реального времени. Кроме того, в Airbus полагают, что система может стать частью долголетающих беспилотников.
Когда 8 апреля он снова связался с Землей, это произошло уже на расстоянии 226 млн км. 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. Проблема была вызвана неисправностью чипа памяти в подсистеме полетных данных FDS , которая отвечает за упаковку научных и инженерных данных перед их отправкой на Землю.
LCRD — это первая технологическая демонстрация агентством двухсторонней лазерной релейной системы. Эти эксперименты тестируют и совершенствуют лазерные системы — главная цель миссии. Эксперименты, проведенные НАСА, другими государственными учреждениями, академическими кругами и промышленностью, измеряют долгосрочное воздействие атмосферы на сигналы лазерной связи; оценка применимости технологии для будущих миссий; и тестирование возможностей лазерного ретранслятора на орбите. Центр в Гринбелте, штат Мэриленд. НАСА продолжает принимать предложения о новых экспериментах, которые помогут усовершенствовать оптические технологии, расширить знания и определить будущие приложения. LCRD даже будет передавать данные, представленные общественностью вскоре после запуска, в виде новогодних обещаний, которые будут опубликованы в аккаунтах НАСА в социальных сетях. Эти разрешения будут передаваться с наземной станции в Калифорнии и ретранслироваться через LCRD на другую наземную станцию, расположенную на Гавайях, в качестве еще одной демонстрации возможностей LCRD. TBIRD продемонстрирует нисходящие каналы передачи данных со скоростью 200 гигабит в секунду — самая высокая оптическая скорость, когда-либо достигнутая НАСА.
Установлен мировой рекорд дальности передачи лазерного сигнала
Этот прибор предназначен для опробования лазерного канала передачи данных, соединяющего спутник с наземной станцией. Хотя спутник «Импульс-1» не оснащен квантовыми компонентами, тестирование лазерного канала связи является шагом на пути к созданию квантового канала связи. Пока спутник ориентирован на классическую оптическую связь. Основной задачей «Импульса-1» является сбор данных.
Однако высокоскоростного лазерного интернета для спутников пока не существует. Вместо этого космические агентства и операторы коммерческих спутников чаще всего используют радиосвязь. В связи с этим спутники на орбите могут передавать ограниченный объём данных. Даже гиперспектральный сканер HISUI на Международной космической станции отправляет данные на Землю через накопители на грузовых кораблях. При этом инфракрасный свет, который может использовать лазерная связь, имеет гораздо более высокую частоту, чем радиоволны, что обеспечивает гораздо более высокую скорость передачи данных. Разработка оказалась бюджетной благодаря использованию коммерческих готовых компонентов для наземных нужд. К ним относятся высокоскоростные оптические модемы, разработанные для оптоволоконных телекоммуникаций, и высокоскоростные хранилища большого объёма для хранения данных. Так, компоненты лазера не были предназначены для работы в суровых условиях космоса.
Глобальная система связи аэрокосмического ведомства Соединённых Штатов будет значительно модернизирована. На 5 декабря запланировали демонстрацию запуска лазерной ретрансляции. В настоящее время ведомство использует обычную радиочастотную связь, но она имеет ограниченную пропускную способность сигнала. Следует учитывать, что в космическое пространство отправляют всё больше сложного оборудования.
В период с ноября по декабрь 2023 года DSOC успешно передал кодированные сигналы с тестовыми данными и видео на Землю с расстояния 16 и 31 млн км. Теперь НАСА объявило, что во время испытаний 8 апреля эксперимент впервые взаимодействовал с системой связи "Психеи" и передал на Землю технические данные миссии. Он сделал это с удивительного расстояния в 226 млн км, что в два раза меньше расстояния между Землей и Солнцем около 150 млн км , и со скоростью, значительно превышающей поставленную проектом цель. Эксперимент проходит все более успешно После запуска "Психеи" DSOC первоначально использовалась для передачи данных, предварительно загруженных в лазерный приемопередатчик. С тех пор проект продемонстрировал, что приемопередатчик может принимать данные с мощного восходящего лазера на объекте JPL Table Mountain вблизи Райтвуда, Калифорния.
Что за эксперимент с космической лазерной связью задумали в России?
К сожалению, пока нет полноценной рабочей системы лазерной связи, а значит, переход на нее еще не состоится. быстро и качественно, надежно и эффективно решает проблему ближней связи между двумя зданиями, находящимися на расстоянии до 1200 м и в прямой видимости. Миссия НАСА Psyche, которая отправилась на исследование астероида 16 Psyche в Главном поясе, успешно провела первый тест лазерной связи в глубоком космосе. Лазерная связь может обеспечить высокоскоростную передачу данных с Марса, что очень важно для будущих колонистов. Лазерная связь будет полезна как для МКС, так и для будущих полетов на Луну и Марс.
Установлен мировой рекорд дальности передачи лазерного сигнала
Эксперименты с этой технологией уже проводятся различными космическими агентствами и частными компаниями, такими как NASA, SpaceX и Amazon. Новый проект представляет собой амбициозную инициативу, направленную на революционизацию интернет-соединения по всему миру. Он предполагает создание глобальной сети спутников, охватывающей более 70 стран, что делает доступ в интернет возможным в любой точке земного шара. Несмотря на сложности в разработке алгоритмов наведения для передачи лазерного сигнала на большие расстояния, проект «Бюро 1440» кажется перспективным в контексте активного развития низкоорбитальных космических систем, которым требуется эффективная межспутниковая связь.
Чтобы решить эту проблему, исследователи работали с поставщиком усилителя. Устройство модифицировали так, чтобы оно выделяло тепло за счёт проводимости. Кроме того, лазерные лучи могут искажаться из-за атмосферных воздействий и погодных условий. Это может привести к потере мощности и, в свою очередь, к потере данных.
Чтобы решить проблему, учёные разработали собственную версию автоматического повторного запроса ARQ — протокола для контроля ошибок при передаче данных по каналу связи. Наземный терминал использует низкоскоростной сигнал восходящей линии связи, чтобы сообщить спутнику, что он должен повторно передать любой блок данных или кадр, которые были потеряны или повреждены. Ещё одна проблема, с которой столкнулись учёные, была связана с тем, что лазеры формируют гораздо более узкие лучи, чем радио. Для успешной передачи данных эти лучи должны быть направлены точно на их приёмники.
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. В настоящее время они осуществляют обмен данными с LCRD, ретранслятором, запущенным в 2021 году, который провел более 300 экспериментов по совершенствованию технологий лазерной связи в рамках программы NASA. Лазерная связь может изменить всю парадигму исследований для ученых на Земле, занимающихся научными и технологическими исследованиями на борту космической станции.
LCRD, находящийся на геостационарной орбите, затем будет передавать сигналы на наземные станции в Калифорнии и на Гавайях. После того, как она прибудет на землю, данные будут переданы команде ILLUMA-T в Центре космических полетов имени Годдарда, чтобы проверить, что они по-прежнему точны и высокого качества на этих скоростях. Если эксперимент увенчается успехом, НАСА надеется, что лазерная связь может стать регулярной частью операций не только на МКС, но и для сети ближнего космоса, которая будет охватывать спутники, вращающиеся вокруг Земли и Луны, и сети Дальнего космоса.
Лазер вместо радиоволн: космическая связь в ИК-диапазоне ускорила передачу данных
Исследования и научные экспедиции в экстремальных условиях: Технология лазерной связи имеет огромный потенциал для обеспечения связи и передачи данных во время исследований и научных экспедиций в арктических и других сложных условиях. Беспроводные терминалы лазерной связи могут обеспечить надежную связь между научными группами, базовыми лагерями и исследовательскими станциями, преодолевая преграды и территории, где невозможно или очень сложно проложить линии проводной связи. Беспроводная коммуникация в промышленности: Терминалы лазерной связи предлагают возможность беспроводной коммуникации на крупных промышленных предприятиях. Они способны обеспечить эффективную связь между различными точками производственного комплекса без необходимости прокладывания проводов, что упрощает развертывание и экономит ресурсы. Высокоскоростной интернет и передача данных: Технология лазерной связи обещает стать будущим стандартом для быстрого и надежного доступа в интернет в домашних условиях.
Высокие скорости передачи данных могут обеспечить быстрый доступ к контенту в высоком разрешении, стриминговым сервисам и другим онлайн-приложениям.
LCRD, находящийся на геостационарной орбите, затем будет передавать сигналы на наземные станции в Калифорнии и на Гавайях. После того, как она прибудет на землю, данные будут переданы команде ILLUMA-T в Центре космических полетов имени Годдарда, чтобы проверить, что они по-прежнему точны и высокого качества на этих скоростях. Если эксперимент увенчается успехом, НАСА надеется, что лазерная связь может стать регулярной частью операций не только на МКС, но и для сети ближнего космоса, которая будет охватывать спутники, вращающиеся вокруг Земли и Луны, и сети Дальнего космоса.
Более узкая длина волны инфракрасного света позволяет космическим аппаратам передавать больше данных. Лазерная связь значительно повышает эффективность передачи данных. Прибор размером с холодильник был установлен снаружи японского экспериментального модуля "Кибо".
Лазерный сигнал Это самый далекий случай оптической связи из когда-либо проводившихся. Она демонстрирует потенциал лазерной связи для передачи больших объемов данных с космических аппаратов на Землю. Чтобы осуществить передачу, зонд Psyche использовал полетный лазерный приемопередатчик, способный посылать и принимать сигналы в ближней инфракрасной области. Затем автоматические системы на приемопередатчике и наземных станциях выполнили точную настройку. Удачный эксперимент Тестовые данные передавались одновременно через восходящий и нисходящий лазеры.
В МФТИ создан терминал космической лазерной связи
NASA впервые запускает в тестовом режиме инновационную лазерную связь. «Московские новости» продолжают серию материалов о цифровом бессмертии — о том, как технологии позволяют имитировать личность человека и создавать цифровых двойников. Смотрите онлайн видео «Лазерная связь заменит радио. Лазерная система связи SpaceX Starlink передаёт 42 млн гигабайт данных в день.