利点は明らかですが、秘密に隠されています
一方、レーザー通信技術は深宇宙環境により適応可能です。深宇宙環境では、探査機は遍在する宇宙線に対処する必要があるだけでなく、小惑星帯や大きな惑星の環などを通る困難な旅の中で、天の破片、塵、その他の障害物を克服する必要があるため、無線信号は影響を受けやすくなります。干渉。
レーザーの本質は励起された原子によって放射される光子ビームであり、その光子は非常に一貫した光学特性、良好な指向性、および明らかなエネルギー上の利点を備えています。その固有の利点により、レーザー複雑な深宇宙環境にうまく適応し、より安定した信頼性の高い通信リンクを構築できます。
ただし、レーザー通信望ましい効果を得るには、正確な位置合わせを適切に実行する必要があります。スピリット衛星探査機の場合、フライト コンピュータ マスターの誘導、ナビゲーション、制御システムが重要な役割を果たし、いわゆる「ポインティング、捕捉、追跡システム」としてレーザー通信端末と地球チームの接続を確保しました。デバイスは常に正確な位置合わせを維持し、安定した通信を確保するだけでなく、通信エラー率を効果的に低減し、データ伝送の精度を向上させます。
さらに、この正確な位置合わせにより、太陽翼が可能な限り多くの太陽光を吸収し、太陽電池に豊富なエネルギーを供給することができます。レーザー通信装置.
もちろん、エネルギーはいくらあっても効率的に使用されるべきではありません。レーザー通信の利点の 1 つは、エネルギー利用効率が高いため、従来の無線通信よりも多くのエネルギーを節約でき、通信の負担を軽減できることです。深宇宙探知機限られたエネルギー供給条件下で飛行可能距離と飛行時間を延長します。検出器、より多くの科学的結果を収集します。
さらに、従来の無線通信と比較して、レーザー通信は理論的にはリアルタイム性能が優れています。これは深宇宙探査にとって非常に重要であり、科学者が適時にデータを取得して分析研究を実行するのに役立ちます。しかし、通信距離が長くなると遅延現象が徐々に顕在化してくるため、レーザー通信のリアルタイム性を検証する必要があります。
未来に目を向けると、さらに多くのことが可能になります
現在、深宇宙探査と通信作業は多くの課題に直面していますが、科学技術の継続的な発展に伴い、将来的にはさまざまな手段で問題を解決することが予想されます。
例えば、通信距離が遠いことによる困難を克服するために、将来の深宇宙探査機は高周波通信技術とレーザー通信技術を組み合わせたものになる可能性がある。高周波通信機器は信号強度が高く通信の安定性が向上する一方、レーザー通信は伝送速度が高くエラー率が低いため、強者と強者が力を合わせて長距離化とより効率的な通信結果に貢献できることが期待されます。 。
図 1. 初期の低軌道レーザー通信テスト
レーザー通信技術の詳細に特有の、帯域幅利用率を改善し、待ち時間を短縮するために、深宇宙探査機では、より高度なインテリジェントコーディングおよび圧縮技術が使用されることが期待されています。簡単に言えば、将来の深宇宙探査機のレーザー通信装置は、通信環境の変化に応じて、符号化モードと圧縮アルゴリズムを自動的に調整し、最高のデータ伝送効果を達成し、伝送速度を向上させ、遅延を軽減するよう努めます。程度。
深宇宙探査ミッションにおけるエネルギー制約を克服し、熱放散のニーズを解決するために、探査機は将来的に必然的に低電力技術とグリーン通信技術を適用することになります。これにより、通信システムのエネルギー消費が削減されるだけでなく、効率的な熱管理と放熱も実現します。これらの技術が実用化・普及すれば、深宇宙探査機のレーザー通信システムはより安定して動作し、耐久性も大幅に向上することが期待されることは間違いありません。
人工知能と自動化技術の継続的な進歩により、深宇宙探査機は将来、より自律的かつ効率的にタスクを完了できるようになると期待されています。たとえば、事前に設定されたルールとアルゴリズムを通じて、検出器は自動データ処理とインテリジェントな送信制御を実現し、情報の「ブロック」を回避し、通信効率を向上させることができます。同時に、人工知能と自動化テクノロジーは、研究者が操作上のエラーを減らし、検出ミッションの精度と信頼性を向上させるのにも役立ち、レーザー通信システムも恩恵を受けるでしょう。
結局のところ、レーザー通信は万能ではなく、将来の深宇宙探査ミッションでは、徐々に多様な通信手段の統合が実現する可能性があります。無線通信、レーザー通信、赤外線通信などのさまざまな通信技術を総合的に利用することにより、検出器はマルチパス、マルチ周波数帯域で最高の通信効果を発揮し、通信の信頼性と安定性を向上させることができます。同時に、多様な通信手段の統合は、マルチタスクの共同作業を実現し、検出器の総合的な性能を向上させ、深宇宙でより複雑なタスクを実行できる検出器の種類と数を増やすのに役立ちます。
投稿日時: 2024 年 2 月 27 日