Лазерная система OPALS - новый уровень космических коммуникаций

Система OPALS


В интернет-коммуникациях есть проблема, называемая "проблемой последней половины мили". Эта проблема возникает в связи с тем, что в большинстве случаев конечные пользователи подключаются к оборудованию провайдера, связанного с высокоскоростными оптическими каналами, посредством старомодных медных проводов, и эта проблема становится причиной ограничения скорости подключения. В области космических коммуникаций тоже существует подобная проблема, которую можно назвать "проблемой последних 250 миль" и которая служит причиной медленной, ненадежной связи с бортом Международной космической станции (МКС), другими космическими аппаратами на околоземной орбите и в дальнем космическом пространстве. Для решения этой проблемы специалистами НАСА в рамках проекта Optical Payload for Lasercomm Science (OPALS) разработанная новая лазерная коммуникационная система, использование которой, по предварительным расчетам, сможет повысить скорость канала связи с МКС и другими космическими кораблями в 10-100 раз.

Система OPALS в лаборатории


Если вы считаете, что понятия "космос" и "лазеры" неразрывно связаны друг с другом, то вы глубоко заблуждаетесь. В настоящее время лазеры в космосе используются разве что для расстрела камней на Марсе, ни о каких лазерных космических коммуникациях на расстояния в тысячи, десятки, сотни тысяч и миллионы километров речи пока не идет. Правда, в 1962 году ученые заставили лазерный луч отразиться от Луны, но они нацеливали свой лазер на специальный отражатель, доставленный на Луну одним из исследовательских аппаратов программы Apollo. А все нынешние космические коммуникации и по сей день используют ненадежные и капризные радиоволны.

Но область космических полетов и исследований переживает в настоящее время нечто вроде бума, в нее вкладываются самые последние достижения науки и техники, этому в достаточно большой мере способствует то, что к космосу начали проявлять повышенный интерес многие частные компании. Поскольку космические технологии и космическая техника развиваются семимильными шагами, коммуникационные технологии не должны отставать от общего уровня для того, чтобы справиться с увеличивающимися потоками информации, передаваемой в космос и обратно. И обычные коммуникационные радиоканалы на этом фоне выглядят подобно допотопному телеграфу по сравнению с современным мобильным телефоном. Для решения возникающего, точнее, давно уже возникшего узкого места, требуются новые решения, и в случае системы OPALS - это лазеры.

Структура системы OPALS


"Система OPALS представляет собой первую экспериментальную площадку для разработки технологий лазерных космических коммуникаций, а Международная космическая станция будет выступать в роли полигона для испытаний системы OPALS" - рассказывает Майкл Кокоровский (Michael Kokorowski), руководитель проекта OPALS и сотрудник Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL), - "Будущие лазерные коммуникационные системы, которые будут разработаны на базе технологий OPALS, смогут обеспечить обмен большими объемами информации, что устранит узкое место, которое в некоторых случаях сдерживает научные исследования и коммерческие предприятия".

Система OPALS представляет собой герметичный контейнер, в котором находится электроника, посредством оптического кабеля связанная с лазерным приемно-передающим устройством. В состав этого устройства входит лазерный коллиматор и камера слежения, установленные на подвижной платформе. Установка OPALS будет отправлена на борт МКС на борту космического корабля Dragon, который отправится в космос в декабре этого года. После доставки контейнер и передатчик будут установлены снаружи станции и начнется 90-дневная программа полевых испытаний системы.

Принцип работы OPALS


С Земли специалистами лаборатории Optical Communications Telescope Laboratory в сторону космической станции будет послан луч лазерного света, который выступит в качестве маяка. Оборудование системы OPALS, уловив этот сигнал, с помощью специальных приводов нацелит свой передатчик на наземный телескоп, который будет служить в качестве приемника, и передаст ответный сигнал. В случае отсутствия помех на пути распространения лучей лазерного света коммуникационный канал будет установлен и по нему начнется передача видео- и телеметрической информации, которая в первый раз будет продолжаться порядка 100 секунд.

"Все это выглядит достаточно просто, но на самом деле все обстоит иначе. В качестве сравнения можно привести то, что это эквивалентно попытке попасть на ходу с расстояния в 10 метров лучом лазерной указки и удержать его на точке, размером меньше диаметра человеческого волоса" - рассказывает Богдан Оайда (Bogdan Oaida), инженер программы OPALS, - "Но игра стоит свеч. Полоса пропускания лазерного канала намного шире полосы пропускания радиоканала и за то короткое время, пока будет установлен лазерный канал, через него можно будет передать гораздо больше данных, чем через радиоканал за целые сутки".




Ключевые слова:
Лазер, Коммуникации, Система, OPALS, Международная, Космическая, Станция, Скорость, Полоса, Канал, Информация, Передача

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Микроспутники CubeSat получили лазерную коммуникационную систему
  • Система лазерной связи обеспечивает широкополосный коммуникационный канал м ...
  • Впервые была осуществлена передача HDTV-видео с борта космической станции п ...
  • OPALS - лазерная коммуникационная система, которая вскоре свяжет Землю с бо ...
  • НАСА устанавливает рекорд по скорости передачи данных на лунную орбиту




  • 23 июля 2013 09:35
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3877
    Очень странно. Разве такое нельзя было реализовать 10-15 лет назад? Можно было без особых напрягов, техника позволяла, а почему дошли до лазерных систем только сейчас?


    --------------------
        
    23 июля 2013 13:25
    #2 Написал: SK

    Публикаций: 0
    Комментариев: 67
    FomaNeverujuwij
    Потому что нашим космонавтом только недавно удалось протащить на МКС Китайскую лазерную указку.
        
    24 июля 2013 23:44
    #3 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Цитата: FomaNeverujuwij
    а почему дошли до лазерных систем только сейчас?

    бюрократия возможно, например конструктор лазерной системы перепутал имя, обращаясь к начальнику космоведомства и за это был забыт laughing

    Как в военном деле было, сегодня все занимаются самолетами, а завтра ракетами потому, что генерал убедил генсека.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.