Традиционно для связи с космическими аппаратами используются микроволновые радиосигналы. Но по мере того как человечество готовится к созданию постоянных лунных баз и возвращению астронавтов на спутник Земли, возможностей радиодиапазона становится недостаточно.
Китай продемонстрировал технологию лазерной связи между Землей и Луной
Ученые из Центра космических технологий при Китайской академии наук успешно испытали двустороннюю лазерную связь между Землей и окололунной орбитой на расстоянии 400 000 километров. Новая технология обеспечивает скорость передачи данных до 100 Мбит/с. Это открывает путь к трансляции видео высокой четкости в реальном времени во время будущих пилотируемых миссий на Луну и во время миссий в дальний космос.
Земля и Луна в масштабе. https://interestingengineering.com/
NASA провело эксперимент DSOC на борту аппарата Psyche, установив рекорд скорости передачи данных из далекого космоса — до 267 Мбит/с на расстоянии в десятки миллионов километров. Если американский проект доказал перспективность технологии для будущего полета на Марс, то китайские ученые создали готовый высокоскоростной мост для регулярной работы в окололунном пространстве.
Для передачи карт наблюдения с высоким разрешением, гигабайтов научных данных и прямых видеотрансляций требуются принципиально иные технологии. Решением проблемы стали лазерные лучи. Специалисты завершили более чем годовые орбитальные испытания и создали полноценную двухстороннюю сеть, уходящую в дальний космос.
Иллюстрация двунаправленной лазерной связи в масштабе Земля-Луна.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Задача оказалась крайне сложной из-за колоссального расстояния. «Связь между Землей и Луной подобна продеванию нити в игольное ушко с расстояния в тысячу миль», — отметил руководитель группы лазерных испытаний Ян Лей. На дистанции в 400 000 километров даже минимальная вибрация аппарата или атмосферные помехи уводят луч на километры от цели. Для решения этой проблемы была разработана система слежения в реальном времени, вычисляющая орбитальное движение и исправляющая искажения.
Лунная магистраль
Оптическая связь поможет усилиям по выводу интернета в космос.
Дополнительной сложностью стало ослабление сигнала: проходя сквозь пространство, он превращается в еле заметный импульс. Наземные приемники улавливают лишь отдельные фотоны на фоне света Луны, звезд и городских огней. Чтобы преодолеть шум, ученые применили сверхчувствительные сверхпроводниковые детекторы одиночных фотонов и кодирование с защитой от помех.
В результате скорость передачи данных с Земли составила 1,25 Мбит/с, а обратный поток достиг 100 Мбит/с. Технология позволяет уменьшить габариты оборудования, повысить безопасность соединения и расширить полосу пропускания. Подобная «информационная магистраль» позволит транслировать освоение Луны в прямом эфире. К 2030-м годам Китай планирует построить базу на южном полюсе Луны, где оптические каналы станут основой для передачи огромных массивов информации.
Загружаем