سجل الاتصالات بالليزر في الفضاء السحيق، ما مساحة الخيال؟ الجزء الثاني

المزايا واضحة، مخفية في السر
ومن ناحية أخرى، تعد تكنولوجيا الاتصالات بالليزر أكثر قدرة على التكيف مع بيئة الفضاء السحيق. في بيئة الفضاء السحيق، يتعين على المسبار التعامل مع الأشعة الكونية في كل مكان، ولكن أيضًا للتغلب على الحطام السماوي والغبار وغيرها من العوائق في الرحلة الصعبة عبر حزام الكويكبات وحلقات الكواكب الكبيرة وما إلى ذلك، تكون إشارات الراديو أكثر عرضة للتأثر تدخل.
جوهر الليزر هو شعاع فوتون تشعه ذرات مثارة، حيث تتمتع الفوتونات بخصائص بصرية متسقة للغاية، واتجاهية جيدة ومزايا طاقة واضحة. مع المزايا الكامنة فيه،الليزريمكنها التكيف بشكل أفضل مع بيئة الفضاء السحيق المعقدة وبناء روابط اتصال أكثر استقرارًا وموثوقية.
ومع ذلك، إذاالاتصالات بالليزريريد حصاد التأثير المطلوب، يجب أن يقوم بعمل جيد من المحاذاة الدقيقة. في حالة مسبار القمر الصناعي سبيريت، لعب نظام التوجيه والملاحة والتحكم الخاص بكمبيوتر الطيران الخاص به دورًا رئيسيًا، وهو ما يسمى "نظام التوجيه والاكتساب والتتبع" لضمان اتصال محطة الاتصالات بالليزر واتصال فريق الأرض يحافظ الجهاز دائمًا على محاذاة دقيقة، ويضمن الاتصال المستقر، ولكنه أيضًا يقلل بشكل فعال من معدل خطأ الاتصال، ويحسن دقة نقل البيانات.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساعد هذه المحاذاة الدقيقة الأجنحة الشمسية على امتصاص أكبر قدر ممكن من ضوء الشمس، مما يوفر طاقة وفيرةمعدات الاتصالات بالليزر.
وبطبيعة الحال، لا ينبغي استخدام أي قدر من الطاقة بكفاءة. إحدى مزايا الاتصالات بالليزر هي أنها تتمتع بكفاءة عالية في استخدام الطاقة، والتي يمكن أن توفر طاقة أكثر من الاتصالات اللاسلكية التقليدية، وتقلل من عبءأجهزة كشف الفضاء العميقفي ظل ظروف إمدادات الطاقة المحدودة، ثم قم بتوسيع نطاق الرحلة ووقت العملأجهزة الكشفوحصد المزيد من النتائج العلمية.
بالإضافة إلى ذلك، بالمقارنة مع الاتصالات الراديوية التقليدية، يتمتع الاتصال بالليزر من الناحية النظرية بأداء أفضل في الوقت الفعلي. وهذا مهم جدًا لاستكشاف الفضاء السحيق، حيث يساعد العلماء في الحصول على البيانات في الوقت المناسب وإجراء الدراسات التحليلية. ومع ذلك، مع زيادة مسافة الاتصال، ستصبح ظاهرة التأخير واضحة تدريجيًا، ويجب اختبار ميزة الوقت الحقيقي للاتصال بالليزر.

وبالنظر إلى المستقبل، فمن الممكن تحقيق المزيد
في الوقت الحاضر، تواجه أعمال استكشاف الفضاء العميق والاتصالات العديد من التحديات، ولكن مع التطور المستمر للعلوم والتكنولوجيا، من المتوقع أن يستخدم المستقبل مجموعة متنوعة من التدابير لحل المشكلة.
على سبيل المثال، من أجل التغلب على الصعوبات الناجمة عن مسافة الاتصال البعيدة، قد يكون مسبار الفضاء السحيق المستقبلي عبارة عن مزيج من الاتصالات عالية التردد وتكنولوجيا الاتصالات بالليزر. يمكن لمعدات الاتصالات عالية التردد أن توفر قوة إشارة أعلى وتحسن استقرار الاتصال، في حين أن الاتصال بالليزر لديه معدل إرسال أعلى ومعدل خطأ أقل، وينبغي توقع أن الأقوياء والأقوياء يمكن أن يوحدوا قواهم للمساهمة لمسافات أطول ونتائج اتصالات أكثر كفاءة. .

الشكل 1. اختبار الاتصال بالليزر في المدار الأرضي المنخفض المبكر
فيما يتعلق بتفاصيل تكنولوجيا الاتصالات بالليزر، من أجل تحسين استخدام عرض النطاق الترددي وتقليل زمن الوصول، من المتوقع أن تستخدم مجسات الفضاء السحيق تقنية تشفير وضغط ذكية أكثر تقدمًا. ببساطة، وفقًا للتغيرات في بيئة الاتصال، ستقوم معدات الاتصال بالليزر الخاصة بمسبار الفضاء السحيق المستقبلي بضبط وضع التشفير وخوارزمية الضغط تلقائيًا، وتسعى جاهدة لتحقيق أفضل تأثير لنقل البيانات، وتحسين معدل النقل وتخفيف التأخير درجة.
ومن أجل التغلب على قيود الطاقة في مهام استكشاف الفضاء السحيق وحل احتياجات تبديد الحرارة، سيطبق المسبار حتما تكنولوجيا الطاقة المنخفضة وتكنولوجيا الاتصالات الخضراء في المستقبل، الأمر الذي لن يقلل من استهلاك الطاقة لنظام الاتصالات فحسب، بل أيضا كما يحقق إدارة فعالة للحرارة وتبديد الحرارة. ليس هناك شك في أنه مع التطبيق العملي لهذه التقنيات وتعميمها، من المتوقع أن يعمل نظام الاتصال بالليزر لمسبارات الفضاء السحيق بشكل أكثر استقرارًا، وسيتم تحسين القدرة على التحمل بشكل كبير.
ومع التقدم المستمر في الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا الأتمتة، من المتوقع أن تكمل مجسات الفضاء السحيق المهام بشكل أكثر استقلالية وكفاءة في المستقبل. على سبيل المثال، من خلال القواعد والخوارزميات المحددة مسبقًا، يمكن للكاشف تحقيق المعالجة التلقائية للبيانات والتحكم الذكي في الإرسال، وتجنب "حجب" المعلومات وتحسين كفاءة الاتصال. وفي الوقت نفسه، ستساعد تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي والأتمتة الباحثين أيضًا على تقليل الأخطاء التشغيلية وتحسين دقة وموثوقية مهام الكشف، كما ستستفيد أنظمة الاتصالات الليزرية أيضًا.
بعد كل شيء، فإن الاتصال بالليزر ليس كلي القدرة، وقد تحقق مهمات استكشاف الفضاء السحيق المستقبلية تدريجياً تكامل وسائل الاتصال المتنوعة. من خلال الاستخدام الشامل لتقنيات الاتصال المختلفة، مثل الاتصالات الراديوية، والاتصالات بالليزر، والاتصالات بالأشعة تحت الحمراء، وما إلى ذلك، يمكن للكاشف تشغيل أفضل تأثير اتصال في نطاق متعدد المسارات ومتعدد التردد، وتحسين موثوقية واستقرار الاتصال. وفي الوقت نفسه، يساعد تكامل وسائل الاتصال المتنوعة على تحقيق عمل تعاوني متعدد المهام، وتحسين الأداء الشامل للكاشفات، ومن ثم تعزيز المزيد من أنواع وأعداد الكاشفات لأداء مهام أكثر تعقيدًا في الفضاء السحيق.