На прошедшей на этой неделе в Брюсселе конференции SITA IT SUMMIT была представлен проект системы связи в небе при помощи прорывной лазерной технологии. Ее спутники Starlink начали использовать лазерную связь для обратной связи. Лазерную связь успешно протестировали на расстоянии в 226 миллионов километров.
CubeSat продемонстрирует самую быструю лазерную связь NASA из космоса
В августе 2021 года президент американской компании SpaceX Гвинн Шотвелл заявила , что все новые спутники глобальной системы Starlink получат лазерные терминалы.
Эксперименты, проведенные НАСА, другими государственными учреждениями, академическими кругами и промышленностью, измеряют долгосрочное воздействие атмосферы на сигналы лазерной связи; оценка применимости технологии для будущих миссий; и тестирование возможностей лазерного ретранслятора на орбите. Центр в Гринбелте, штат Мэриленд. НАСА продолжает принимать предложения о новых экспериментах, которые помогут усовершенствовать оптические технологии, расширить знания и определить будущие приложения.
LCRD даже будет передавать данные, представленные общественностью вскоре после запуска, в виде новогодних обещаний, которые будут опубликованы в аккаунтах НАСА в социальных сетях. Эти разрешения будут передаваться с наземной станции в Калифорнии и ретранслироваться через LCRD на другую наземную станцию, расположенную на Гавайях, в качестве еще одной демонстрации возможностей LCRD. TBIRD продемонстрирует нисходящие каналы передачи данных со скоростью 200 гигабит в секунду — самая высокая оптическая скорость, когда-либо достигнутая НАСА. TBIRD продолжает внедрение оптической связи НАСА, демонстрируя преимущества лазерной связи для околоземных научных миссий, которые собирают важные данные и большие подробные изображения.
TBIRD отправляет обратно терабайты данных за один проход, демонстрируя преимущества более высокой пропускной способности и давая НАСА больше информации о возможностях лазерной связи на малых спутниках.
SpaceX испытала на орбите два спутника Starlink, оснащенных такими межспутниковыми лазерными связями - об этом сообщили во время стрима по запуску очередной партии Starlink. Она добавила, что, как только SpaceX будет иметь межспутниковую лазерную связь, работающую последовательно по всей сети, "Starlink станет одним из самых быстрых вариантов передачи данных по всему миру.
Получается так называемая Mesh-сеть с ячеистой топологией, что обеспечивает высокую отказоустойчивость, поскольку при «падении» одного из оптических каналов связь все равно будет реализована «обходным» маршрутом. Внедрение технологии обеспечит каждого пассажира в каждом из самолетов настоящим широкополосным мобильным интернетом по доступной цене — то есть, можно будет хоть HD-видео смотреть или играть в онлайн-игры, но технология нужна не только для развлечения.
В частности, с ее помощью можно будет в режиме реального времени собирать данные со всех систем самолета и отправлять их на землю, где они будут анализироваться с целью прогнозирования отказов. То есть, если сейчас они с охраняются бортовыми самописцами и анализируются только после катастрофы и мы знаем, что послужило ее причиной , то в будущем можно будет эти катастрофы предотвратить.
В России создали образец терминала космической лазерной связи
Сеанс связи с зондом состоялся, когда тот был на удалении 226 млн км от Земли, что в полтора раза больше, чем расстояние между Солнцем и Землёй. Лазерная связь обладает рядом преимуществ, включая высокую скорость и энергоэффективность, но сталкивается с вызовами. Лазерная связь позволит на высокой скорости обмениваться информацией не только между аппаратами на орбите, но и с наземными станциями. НАСА планирует важный шаг к достижению этой цели, запустив и протестировав свою первую двустороннюю сквозную лазерную систему связи. У лазерной связи частота колебаний очень высокая, мы можем передавать по одному каналу до 100 Гб.
В МФТИ создан терминал космической лазерной связи
Transcelestial создала запатентованную технологию беспроводной лазерной связи (иначе называемую беспроводной волоконной оптикой), которая сочетает в себе скорость оптоволокна. Смысл в том, что преимуществом использования лазерной связи перед радиоволнами является увеличенная полоса пропускания, позволяющая передавать больше данных за меньшее время. Системы лазерной связи легче, гибче и безопаснее радиочастотных систем, при этом могут использоваться совместно с ними. TBIRD продемонстрирует возможности лазерной связи с высокой скоростью передачи данных от CubeSat на низкой околоземной орбите. Лазерная система связи SpaceX Starlink передаёт 42 млн гигабайт данных в день.
Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС»)
Система лазерной космической связи может быть в 10–100 раз эффективнее существующей радиочастотной технологии. TBIRD продемонстрирует возможности лазерной связи с высокой скоростью передачи данных от CubeSat на низкой околоземной орбите. Лазерная связь относится к беспроводным оптическим системам связи и является одним из самых актуальных направлений.
Что за эксперимент с космической лазерной связью задумали в России?
| "Дочка" "ИКС Холдинга" займется лазерной связью вслед за Starlink | ComNews | SpaceLink планирует провести демонстрацию ретрансляции данных в 2024 году после тестирования на орбите своих спутников связи. |
| NASA впервые протестирует лазерную связь в космосе » Актуальные новости | Системы лазерной связи легче, гибче и безопаснее радиочастотных систем, при этом могут использоваться совместно с ними. |
NASA испытало систему лазерной связи на орбите
SpaceLink планирует провести демонстрацию ретрансляции данных в 2024 году после тестирования на орбите своих спутников связи. Как отмечают разработчики устройства, созданный ими макет терминала космической лазерной связи, в соответствии с проведенными расчетами, будет потреблять около 15 Вт энергии и при. Launching this year, NASA’s Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) will showcase the dynamic powers of laser communications technologies. With NASA’s. Переход на лазерную связь позволит увеличить пропускную способность от 10 до 100 раз по сравнению с радиосвязью. НАСА планирует важный шаг к достижению этой цели, запустив и протестировав свою первую двустороннюю сквозную лазерную систему связи. Лазерная связь обладает рядом преимуществ, включая высокую скорость и энергоэффективность, но сталкивается с вызовами.
Российские учёные наладили связь со спутником, наблюдающим за Солнцем
Инвестиции в проект составили 2 млрд рублей от ВТБ, при этом структура собственности компании не раскрывается. Эксперты подчеркивают перспективность проекта в свете развития космических технологий и важность научной базы для его реализации. Лазерная связь обладает рядом преимуществ, включая высокую скорость и энергоэффективность, но сталкивается с вызовами, связанными с зависимостью от атмосферных условий и необходимостью точного наведения луча на целевой спутник.
К слову, это в 40 раз дальше, чем расстояние до Луны. Как сообщается в исследовании, фотонам потребовалось около 50 секунд, чтобы добраться от космического корабля до Земли. Когда же аппарат достигнет самого дальнего расстояния, лазеру понадобится 20 минут, чтобы достичь Земли, а затем вернуться назад к космическому аппарату. За это время сместится и Земля, и сам аппарат.
Поэтому для обеспечения стабильной связи необходимо учитывать данный фактор. Аппарат Psyche успешно передал на Землю лазерный сигнал с расстояния 16 миллионов километров Во время эксперимента, система DSOC смогла передать сигнал на Землю и получить его обратно, что уже является большим успехом. То есть полностью были задействованы наземные средства и полетный приемопередатчик, что потребовало от DSOC и наземных систем работать в тандеме. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке. Как говорят сами ученые, обмен световыми лучами в глубокий космос и обратно может изменить правила нашего общения при освоении космоса. За короткое время команде удалось передать, получать и декодировать некоторые данные.
Оба прибора — часть программы космической связи и навигации NASA SCaN, которая должна протестировать то, как технологии лазерной связи могут быть полезны для научных исследований. Далее специалисты будут проводить эксперименты, которые позволят оптимизировать внедрение новой технологии в проекты NASA, чтобы сделать научные исследования максимально эффективными. Специалистам удалось отправить данные с помощью лазера далеко за пределы Луны — на расстояние почти в 16 миллионов километров от Земли.
Сообщается, что предыдущий рекорд дальности передачи стабильного лазерного луча значительно превзойден. Исследователям удалось передать его на расстояние 2,4 километра, что сделало этот сигнал в 100 раз более стабильным, чем все предыдущие лазерные лучи, переданные через атмосферу.
Это важный аспект, так как, отмечают исследователи, существующая технология ограничена природными факторами. На оборудование воздействуют, например, такие факторы, как ветер и незначительные вибрации. Однако в новой работе авторы уверяют, что переданный ими лазерный сигнал оказался даже более стабильным, чем атомные часы. Для достижения такого эффекта команда использовала множество различных тонких настроек, включая контроль температуры, шумоподавление и автоматическую регулировку удерживающих оборудование устройств.
Airbus внедрит высокоскоростную лазерную связь
Лазерная связь — сложная штука. Малейший сдвиг космического корабля может привести к отклонению лазерного луча от курса, а проходящее над приемником облако на Земле может прервать его. Но все же такая оптическая связь позволит будущим миссиям получать обновления программного обеспечения в считанные минуты, а не дни. Космонавты будут защищены от одиночества, работая в космосе. А научное сообщество получит доступ к беспрецедентному потоку данных между Землей и Луной. Сегодня космические агентства предпочитают использовать радиостанции в диапазоне S от 2 до 4 гигагерц и Ka от 26,5 до 40 ГГц для связи между космическим аппаратом и центром управления полетами. Диапазон Ka особенно ценится — Дон Корнуэлл, который курирует развитие радио- и оптических технологий в НАСА, называет его «кадиллаком радиочастот», потому что он может передавать до гигабита в секунду и хорошо распространяется в космосе.
Способность любого космического корабля передавать данные ограничена некоторыми неизбежными рамками, которые накладывает радиофизика. Во-первых, радиоспектр конечен, и подходящие для космической связи радиочастоты зачастую активно используются и на Земле. Вторая серьезная проблема заключается в том, что радиосигналы рассеиваются, пролетая сотни тысяч километров в космосе. К тому времени, когда сигнал Ка-диапазона с Луны достигнет Земли, он будет пятном около 2000 километров в диаметре, что сравнимо по площади с Индией. Из-за этого сигнал станет намного слабее, поэтому вам понадобится либо чувствительный приемник на Земле, либо мощный передатчик на Луне. MAScOT — попытка исследователей из Lincoln Laboratory создать модульную недорогую систему оптической связи, включающую такие приборы, как телескоп с поворотным креплением и специальную подставку для обеспечения безопасности системы в экстремальных условиях запуска ракеты.
У систем лазерной связи также есть проблема рассеивания, и к тому же пересекающиеся лучи могут «запутать» данные. Но лазерный луч, отправленный с Луны, к моменту прибытия на Землю охватит область шириной всего 6 км. Это означает, что вероятность пересечения любых двух лучей значительно ниже. Кроме того, им не придется бороться за частоты в уже переполненном участке спектра. С помощью лазеров вы можете передавать практически неограниченное количество данных, говорит Корнуэлл. Лазерные лучи настолько узки, что он [почти] не могут мешать друг другу».
Более высокие частоты также означают более короткие волны, которые дают больше преимуществ.
Однако эта система имеет ограниченную пропускную способность, и по мере того, как в космос отправляется больше сложного оборудования, требуется большая пропускная способность для эффективной передачи данных. Решение состоит в том, чтобы использовать для связи другую частоту.
Переход на лазерную связь позволит увеличить пропускную способность от 10 до 100 раз по сравнению с радиосвязью.
Он считает, что сказалось стечение обстоятельств: «В последнее время произошло несколько хорошо известных событий, которые повлекли за собой колоссальные расходы государства. Это и пандемия, последствия которой повлияли на социально-экономическую ситуацию в стране, и санкции, под которые попали ряд российских предприятий и отраслей. Думаю, задержка с согласованием и все внесенные изменения вызваны именно этими форс-мажорными обстоятельствами». Тем не менее все это время Роскосмос продолжал вести разработку и продвижение фронтальной стратегии развития Госкорпорации, в основе которой заложен проект «Сфера». В целом предстоящий трехлетний этап «Сферы» можно назвать подготовительным: в его рамках будут отрабатываться различные технологии и изготавливаться опытные образцы техники. От результатов этапа зависит, по какому пути пойдет процесс серийного производства и развертывания группировок на орбитах. При всех изменениях основная идея проекта — космос для человека — остается прежней.
Что важно знать о «Сфере»? Благодаря ей будет создана самая современная система коммуникаций и мониторинга, включающая как существующую, так и перспективную космическую инфраструктуру. Значительная часть территории нашей страны расположена в высоких широтах, где плотность населения невелика, а зоны тайги, тундры и вечной мерзлоты мешают прокладке сетей оптоволоконной связи. В таких местах предоставить полный комплекс телекоммуникационных услуг для стационарных и подвижных объектов, обеспечить связанность территорий помогут спутники. Достичь указанных целей планируется путем развертывания группировок со спутниками связи «Ямал» и «Экспресс» на геостационарных и «Экспресс-РВ» на высокоэллиптических орбитах, с аппаратами широкополосного доступа в Интернет «СКИФ» на средних орбитах и спутниками для обеспечения «интернета вещей» «Марафон IoT» на низких орбитах. В результате будут развиваться интегрированные сервисы для роста всех отраслей экономики страны. Сюда можно включить и обслуживание Северного морского пути — перспективного транспортного коридора, а также развитие широкополосного доступа в Интернет и «интернета вещей» в удаленных и труднодоступных районах страны. О проекте «Сфера» впервые рассказал в ходе прямой линии 7 июня 2018 г.
Президент РФ Владимир Путин. Интернет со средней орбиты Одна из запланированных первоочередных задач — создание спутника-демонстратора системы широкополосного доступа в Интернет на орбите средней высоты «СКИФ». Запустить аппарат планируется уже в 2022 г. Его выполнение позволит закрепить за Россией выделенный орбитально-частотный ресурс и начать развертывание орбитальной группировки. Если мы пропустим очередь, нам придется заново договариваться с Союзом электросвязи. И здесь надо учитывать, что в Бюро радиосвязи МСЭ после нас заявлено еще где-то 280 систем со всего мира, так как многие идут по этому пути».
Следует учитывать, что в космическое пространство отправляют всё больше сложного оборудования. По данной причине необходимо увеличить поток сигналов для более эффективной и быстрой передачи необходимой информации. Специалисты NASA запланировали использовать для связи дополнительный сегмент частотного диапазона с использованием новейших технологий.
Автор: Семен Зайцев.