Rymdkommunikation med laser, hur mycket utrymme för fantasi? Del två

Fördelarna är uppenbara, dolda i hemligheten
Å andra sidan är laserkommunikationstekniken mer anpassningsbar till rymdmiljön. I rymdmiljön måste sonden hantera allestädes närvarande kosmisk strålning, men även för att övervinna himmelsbrist, damm och andra hinder på den svåra resan genom asteroidbältet, stora planetringar och så vidare är radiosignaler mer känsliga för störningar.
Kärnan i en laser är en fotonstråle som utstrålas av exciterade atomer, där fotonerna har mycket stabila optiska egenskaper, god riktningsförmåga och uppenbara energifördelar. Med sina inneboende fördelar,lasrarkan bättre anpassa sig till den komplexa rymdmiljön och bygga mer stabila och pålitliga kommunikationslänkar.
Men omlaserkommunikationFör att uppnå önskad effekt måste den göra ett bra jobb med korrekt inriktning. När det gäller satellitsonden Spirit spelade styr-, navigations- och kontrollsystemet i dess flygdatormaster en nyckelroll. Det så kallade "peknings-, insamlings- och spårningssystemet" säkerställer att laserkommunikationsterminalen och jordteamets anslutningsenhet alltid upprätthåller korrekt inriktning, säkerställer stabil kommunikation, men minskar också kommunikationsfelfrekvensen effektivt och förbättrar noggrannheten i dataöverföringen.
Dessutom kan denna exakta inriktning hjälpa solvingarna att absorbera så mycket solljus som möjligt, vilket ger riklig energi åtlaserkommunikationsutrustning.
Naturligtvis bör ingen mängd energi användas effektivt. En av fördelarna med laserkommunikation är att den har en hög energiutnyttjandegrad, vilket kan spara mer energi än traditionell radiokommunikation, vilket minskar belastningen avdjupa rymddetektorerunder begränsade energiförsörjningsförhållanden, och sedan förlänga flygräckvidden och arbetstiden fördetektoreroch skörda fler vetenskapliga resultat.
Dessutom har laserkommunikation teoretiskt sett bättre realtidsprestanda jämfört med traditionell radiokommunikation. Detta är mycket viktigt för utforskning av djupa rymden, vilket hjälper forskare att få data i tid och genomföra analytiska studier. Men allt eftersom kommunikationsavståndet ökar kommer fördröjningsfenomenet gradvis att bli uppenbart, och realtidsfördelen med laserkommunikation behöver testas.

Med blicken mot framtiden är mer möjligt
För närvarande står rymdutforskning och kommunikationsarbete inför många utmaningar, men med den kontinuerliga utvecklingen av vetenskap och teknik förväntas framtiden använda en mängd olika åtgärder för att lösa problemet.
För att övervinna svårigheterna som orsakas av det långa kommunikationsavståndet kan till exempel den framtida rymdsonden vara en kombination av högfrekvent kommunikation och laserkommunikationsteknik. Högfrekvent kommunikationsutrustning kan ge högre signalstyrka och förbättra kommunikationsstabiliteten, medan laserkommunikation har en högre överföringshastighet och lägre felfrekvens, och det bör förväntas att de starka och starka kan gå samman för att bidra med längre avstånd och effektivare kommunikationsresultat.

Figur 1. Tidigt laserkommunikationstest i låg jordbana
Specifikt vad gäller detaljerna inom laserkommunikationstekniken förväntas rymdsonder använda mer avancerad intelligent kodnings- och komprimeringsteknik för att förbättra bandbreddsutnyttjandet och minska latensen. Enkelt uttryckt kommer laserkommunikationsutrustningen i framtida rymdsonder automatiskt att justera kodningsläget och komprimeringsalgoritmen i enlighet med förändringar i kommunikationsmiljön, och sträva efter att uppnå bästa möjliga dataöverföringseffekt, förbättra överföringshastigheten och minska fördröjningsgraden.
För att övervinna energibegränsningarna i rymdutforskningsuppdrag och lösa behoven av värmeavledning kommer sonden oundvikligen att tillämpa lågenergiteknik och grön kommunikationsteknik i framtiden, vilket inte bara kommer att minska kommunikationssystemets energiförbrukning, utan också uppnå effektiv värmehantering och värmeavledning. Det råder ingen tvekan om att med den praktiska tillämpningen och populariseringen av dessa tekniker förväntas laserkommunikationssystemet för rymdsonder fungera mer stabilt, och uthålligheten kommer att förbättras avsevärt.
Med den kontinuerliga utvecklingen av artificiell intelligens och automationsteknik förväntas rymdsonder kunna utföra uppgifter mer autonomt och effektivt i framtiden. Till exempel kan detektorn, genom förinställda regler och algoritmer, realisera automatisk databehandling och intelligent överföringskontroll, undvika informations"blockering" och förbättra kommunikationseffektiviteten. Samtidigt kommer artificiell intelligens och automationsteknik också att hjälpa forskare att minska driftsfel och förbättra noggrannheten och tillförlitligheten i detektionsuppdrag, och laserkommunikationssystem kommer också att gynnas.
Laserkommunikation är trots allt inte allsmäktig, och framtida rymdutforskningsuppdrag kan gradvis förverkliga integrationen av diversifierade kommunikationsmedel. Genom omfattande användning av olika kommunikationstekniker, såsom radiokommunikation, laserkommunikation, infraröd kommunikation etc., kan detektorn uppnå bästa möjliga kommunikationseffekt i flervägs- och flerfrekvensband och förbättra kommunikationens tillförlitlighet och stabilitet. Samtidigt bidrar integrationen av diversifierade kommunikationsmedel till att uppnå samarbete med flera uppgifter, förbättra detektorernas övergripande prestanda och sedan främja fler typer och antal detektorer för att utföra mer komplexa uppgifter i rymden.