Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Powstanie laserowy system komunikacji kosmicznej

Recommended Posts

Odebranie na Ziemi zdjęć o wysokiej rozdzielczości wykonanych przez sondę fotografującą Marsa trwa około 90 minut. NASA chce w 2016 roku uruchomić laserowy system transmisji danych, dzięki któremu czas przesyłania zdjęć ulegnie skróceniu do kilku minut. Agencja zatwierdziła właśnie rozpoczęcie prac nad systemem Laser Communications Relay Demonstration (LCRD). Będzie on rozwijany przez specjalistów z Goddard Space Fligh Center i w fazie testów zostanie umieszczony na komercyjnych satelitach telekomunikacyjnych. Mimo, iż NASA opracowała już nowoczesne systemy przesyłania danych za pomocą wyższych częstotliwości radiowych, nowe metody kompresji danych i inne techniki, to nie będą one nadążały za ilością danych przekazywanych w przyszłości przez zaawansowane instrumenty oraz dalekie misje załogowe.

Tak jak w pewnym momencie internet nie mógł już dużej polegać na dostępie wdzwanianym, tak NASA zbliża się do granic możliwości obecnie wykorzystywanych technologii - powiedział Dave Israel, główny naukowiec programu LCRD. Powstał więc pomysł rozszerzenia możliwości wykorzystywanych sieci radiowych, zarówno naziemnych jak i satelitarnych, o technologie optyczne. Powinno to zwiększyć przepustowość tych sieci od 10 do 100 razy.

Prace potrwają wiele lat, ale odniesiemy z tego olbrzymie korzyści w postaci znacznie większej ilości danych, które będziemy mogli przesyłać w obie strony. Szczególnie będą one widoczne przy transmisji danych z dalszych regionów Układu Słonecznego i spoza niego - mówi James Reuther, jeden z dyrektorów w Biurze Głównego Technologa NASA.

Podczas demonstracji możliwości nowego systemu dane zostaną zakodowane w promieniu lasera i wysłane ze stacji bazowej do satelity komunikacyjnego. Satelita zostanie wyposażony w teleskopy. lasery, lustra, czujniki, systemy śledzące, elektronikę kontrolną oraz dwa typy modemów. Jeden ich rodzaj będzie służył do komunikacji z pojazdami odbywającymi misje na krańcach Układu Słonecznego i poza nim oraz z niewielkimi satelitami znajdującymi się na niskiej orbicie Ziemi, które mają do dyspozycji niewiele energii. Drugi rodzaj modemów zostanie przystosowany do odbioru olbrzymiej ilości danych z pobliskich urządzeń.

Israel mówi, że w przyszłości ten drugi rodzaj modemów może odbierać dziesiątki gigabitów w ciągu sekundy.

Wspomniany satelita komunikacyjny, po odebraniu danych będzie przekazywał je do dwóch stacji znajdujących się na Hawajach i w Południowej Kalifornii.

Testy nowego systemu potrwają 2-3 lata.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Fale radiowe a fale świetlne to jeden kij i rozchodzą się z tą samą prędkością więc na czym miałoby polegać przyspieszenie?? Już lepiej popracować nad kompresją tych danych.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chodzi właśnie oto:

 

 

...Powinno to zwiększyć przepustowość tych sieci od 10 do 100

...

Drugi rodzaj modemów zostanie przystosowany do odbioru olbrzymiej ilości danych z pobliskich urządzeń...

Israel mówi, że w przyszłości ten drugi rodzaj modemów może odbierać dziesiątki gigabitów w ciągu sekundy

Share this post


Link to post
Share on other sites

Fale światła widocznego mają większą częstotliwość (długość fali 400-700nm) od fal radiowych (długość fali 1m-1km), stąd nie trudno sobie wyobrazić jak można w nim więcej "upchnąć" informacji.

Share this post


Link to post
Share on other sites
stąd nie trudno sobie wyobrazić jak można w nim więcej "upchnąć" informacji.

Częstotliwości światła widzialnego to teraHz a najszybszy tranzystor to gdzieś koło 60GHz (nie ma czym detektować pojedynczych grzbietów fal widzialnych ani czym tego modulować - chyba że już jest czym to gratulacje). 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA poinformowała, że zawiesza prace związane z budową i testami rakiety oraz kapsuły do misji załogowej na Księżyc Artemis. Przyczyną jest rosnąca liczba zakażeń wirusem w społeczności.
      Jak poinformował Jim Bridenstine, Agencja wyłącza Michoud Assembly Facility (MAF) w Nowym Orleanie, gdzie budowana jest rakieta nośna SLS (Space Launch System), a także oddalone o ok. 80 km od Nowego Orleanu Centrum Kosmiczne Johna C. Stennisa (SSC).
      Zmiany w Stennisie są podyktowane rosnącą liczbą przypadków COVID-19 w społeczności wokół Centrum, zwiększającą się liczbą przypadków autokwarantanny wśród naszych tamtejszych robotników oraz jednym potwierdzonym przypadkiem w naszej ekipie.
      NASA czasowo zawiesza produkcję i testy SLS oraz sprzętu do kapsuły Orion. NASA i kontrahenci przeprowadzą uporządkowane wyłączenie [...], tak by wszystko dotrwało w bezpiecznym stanie do momentu, aż prace będą mogły być wznowione.
      Niewykluczone, że wybuch pandemii zniweczy plany NASA co do powrotu na Księżyc do 2024 r.
      Zdajemy sobie sprawę, że nie pozostanie to bez wpływu na misje NASA. Nasze zespoły pracują nad analizą sytuacji i ograniczeniem ryzyka. [...] Bezwzględnym priorytetem są jednak zdrowie i bezpieczeństwo załogi - podkreśla Bridenstine.
      Wcześniej w związku z wykryciem COVID-19 w dwóch centrach NASA poziom zagrożenia został podniesiony do 3. w 4-stopniowej skali. Agencja chce w ten sposób uniknąć rozprzestrzeniania się choroby wśród pracowników oraz zawleczenia koronawirusa SARS-CoV-2 w przestrzeń kosmiczną.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W związku z wykryciem COVID-19 w dwóch centrach NASA poziom zagrożenia został podniesiony do 3. w 4-stopniowej skali. Agencja chce w ten sposób uniknąć rozprzestrzeniania się choroby wśród pracowników oraz zawleczenia koronawirusa SARS-CoV-2 w przestrzeń kosmiczną.
      Najpierw chorobę zdiagnozowano u jednego z pracowników Ames Research Center w Kalifornii. Niecały tydzień później okazało się, że choruje też pracownik Marshall Space Flight Center w Alabamie. W obu przypadkach zdecydowano, że poziom zagrożenia dla tych centrów zostaje podniesiony do 3., a we wszystkich innych – w których nie stwierdzono dotychczas zachorowań – zwiększony zostaje do 2.
      Trzeci poziom zagrożenia oznacza, pracownicy obowiązkowo pracują zdalnie, a wstęp do budynków i biur mają tylko ci pracownicy, których obecność tam jest niezbędna do bezpiecznego prowadzenia misji. Posiłki nie są przygotowywane w centrach badawczych, a dostarczane z zewnątrz. Zostają zamknięte przedszkola i świetlice dla dzieci pracowników, zamknięte są też ośrodki zdrowia, z wyjątkiem tych, niezbędnych dla pracowników, którzy muszą przychodzić do biur. Wszelkie spotkania i zebrania odbywają się zdalnie, a podróże służbowe mogą odbywać się tylko w celach niezbędnych dla prowadzenia misji. W tym trybie pracują obecnie dwa centra NASA. Większe ograniczenia obowiązują tylko przy 4. poziomie zagrożenia, kiedy to zostają zamknięte wszystkie budynki, a przebywać w nich mogą tylko osoby niezbędne do zapewnienia ochrony życia i najważniejszej infrastruktury, zawieszone zostają też wszelkie podróże służbowe.
      Wszystkie pozostałe centra pracują w trybie 2. Pracownicy są wówczas zachęcani do pracy zdalnej, do budynków nie są wpuszczane osoby, które w nich nie pracują, z wyjątkiem wcześniej zatwierdzonych osób niezbędnych do prowadzenia misji, zamknięte zostają centra sportowe, pracownicy powinni zachowywać odpowiednią odległość, spotkania mają odbywać się zdalnie, zawieszone zostaję też większe spotkania i zebrania.
      Administrator NASA, Jim Bridenstine, wydał oświadczenie, w którym czytamy m.in.: Jeśli wykonuje zadania niezbędne dla prowadzenia misji, a czujesz się chory, nie przychodź do pracy. Wszyscy powinni podjąć środki ostrożności, by chronić siebie i innych. Poprosiłem pracowników, by postępowali zgodnie z oficjalnymi zaleceniami Centrów Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC) oraz głównego lekarza NASA. [...] Witryna NASA People jest na bieżąco aktualizowana o kolejne informacje i zalecenia dla pracowników.
      Jednocześnie NASA planuje zaostrzenie procedur dotyczących astronautów, którzy mają lecieć na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Od dawna przechodzą oni dwutygodniową kwarantannę przed startem. To niezwykle ważne, gdyż mikrograwitacja może negatywnie wpływać na układ odpornościowy, zatem zawleczenie na MSK wirusa mogłoby być bardzo niebezpieczne dla przebywających ta ludzi. Tym bardziej, że nie ma tam możliwości szybkiego zapewnienia odpowiedniej opieki medycznej. Teraz, obliczu pandemii COVID-19, kwarantanna ta będzie bardziej ścisła.
      Przypomnijmy, że przez pandemię o 2 lata przełożono europejsko-rosyjską misję na Marsa.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Elon Musk i jego SpaceX rozpoczęli umieszczenie na niskiej orbicie okołoziemskiej dziesiątków tysięcy niewielkich satelitów. Podobne plany mają i inne firmy. Działania takie na zawsze zmienią nocne niebo nad naszą planetą. Astronomowie obawiają się, że poważnie zakłóci to prowadzenie obserwacji. NASA prosi internautów o pomoc w dokumentowaniu problemu.
      Tworzona właśnie przez SpaceX konstelacja Starlink ma do 2025 roku składać się z 12 000 satelitów, a ich zadaniem będzie zapewnienie dostępu do internetu z każdego miejsca na Ziemi. Tym samym liczba działających satelitów krążących wokół Ziemi wzrośnie z obecnych około 2000 do niemal 14 000. Jeśli w ślady Muska pójdą inne firmy, to wkrótce nad naszymi głowami może krążyć kilkadziesiąt tysięcy satelitów.
      Problem jest na tyle poważny, że Rosyjska Akademia Nauk już zapowiedziała, iż poruszy sprawę na forum ONZ.
      Tymczasem wydział edukacyjny NASA rozpoczął projekt, w ramach którego prosi o pomoc w dokumentowaniu satelitów latających nad naszymi głowami. To część długoterminowego projektu badawczego, w ramach którego NASA chce badać zmiany wyglądu nocnego nieba. Każdy właściciel stosunkowo nowoczesnego smartfona oraz statywu może dołączyć do projektu Satellite Streak Watcher.
      Ludzie będą fotografowali smugi pojawiające się na niebie w wyniku przelotu satelitów Starlinka, a z czasem powstanie z tego wielkie archiwum. Chcemy w ten sposób dokumentować degradację nocnego nieba przez satelity znajdujące się na niskiej orbicie, mówi astronom Sten Odenwald, dyrektora Citizen Science w NASA Space Science Education Consortium.
      Zanieczyszczenie światłem jest coraz bardziej poważnym problemem. Astronomowie od dawna skarżą się na coraz silniejsze światła lamp ulicznych, stadionów sportowych, budynków i innych obiektów. Całe to światło jest w coraz większym stopniu zakłóca obserwacje nocnego nieba. Szacuje się, że każdego roku o 2% rośnie zarówno zanieczyszczony obszar jak i jasność samego światła. Dotychczas jednak problem istniał na Ziemi.
      Wszystko zaczęło się zmieniać, gdy firma SpaceX zaczęła masowo wystrzeliwać swoje satelity. Zarówno profesjonaliści jak i amatorzy zajmujący się badaniami kosmosu czy fotografiami nieba, natychmiast zauważyli smugi przecinające nieboskłon.
      Problem nie jest całkowicie nowy, gdyż z Ziemi można obserwować wiele satelitów. Są one widoczne po zachodzie i przed wschodem Słońca, gdy światło odbija się od ich obudów i paneli słonecznych. Im niżej znajduje się satelita, tym bardziej jasny się wydaje.
      Jednak Starlink to zupełnie nowy, znacznie większy problem. Musk umieszcza olbrzymią liczbę satelitów, które latają na niskiej orbicie okołoziemskiej. I nie zamierza poprzestać na wspomnianych powyżej 12 000, które na orbitę trafią w ciągu pięciu lat. Cała konstelacja Starlink ma bowiem składać się z... 40 000 satelitów. SpaceX planuje, że przez cały bieżący rok będzie co 2 tygodnie wystrzeliwała 60 satelitów.
      Co prawda firma prowadzi eksperymenty z pokrywaniem satelitów materiałem, który będzie słabiej odbijał światło, jednak wątpliwe, by to coś zmieniło. Satelity muszą odbijać światło, by się chłodzić. Problem jest coraz poważniejszy przez to, że znajdują się one na niskiej orbicie. I dlatego, że jest ich tak dużo, mówi Odenwald.
      Astronomowie już od dekad, uciekając przed coraz większym zanieczyszczeniem światłem, budują teleskopy w coraz bardziej odległych zakątkach Ziemi. Jednak przed zakłócającymi obserwacje satelitami nie są w stanie nigdzie uciec.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA wybrała cztery propozycje przyszłych misji badających Układ Słoneczny w ramach Discovery Program. Wszystkie cztery propozycje mają za cel zbadanie obszarów, które nie są obecnie badane przez NASA i nie zostały ostatnio wybrane do badań. O tym, która z misji zostanie zrealizowana, dowiemy się w przyszłym roku.
      Teraz zespoły, które zaproponowały każdą z wybranych misji, otrzymają po 3 miliony dolarów. Pieniądze te zostaną przeznaczone na dalsze prace koncepcyjne. Mają one zostać zakończone w ciągu 9 miesięcy, a po analizie dokumentów NASA wybierze 2 misje do ostatniego etapu konkursu.
      Jedną z wybranych właśnie misji jest DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemisty, and Imaging Plus). Jej pomysłodawcy, pracujący pod kierunkiem Jamesa Garvina z Goddard Space Flight Center proponują szczegółowe przeanalizowanie atmosfery Wenus, w celu zrozumienia jej tworzenia się, ewolucji i sprawdzenia, czy na Wenus był kiedykolwiek ocean. W ramach misji na Wenus miałby trafić pojazd, który przeleci przez atmosferę planety i dotrze aż do jej powierzchni. Ostatnia zorganizowana przez NASA misja na Wenum miała miejsce w 1978 roku.
      Z kolei Alfred McEwen z University of Arizona i współpracujący z nim naukowcy proponują IVO (Io Volcano Observer), czyli wysłanie pojazdu na księżyc Jowisza Io. Celem byłoby zbadanie, w jaki sposób siły pływowe kształtują ciała planetarne. IVO sprawdzi w jaki sposób magma jest generowana na Io i jak jest zeń wyrzucana.
      Trzecia propozycja – TRIDENT – zakłada zbadanie unikatowego, wysoce aktywnego lodowego księżyca Neptuna, Trytona. Dzięki misji Voyager 2 wiemy, że Tryton przechodzi aktywne procesy zmieniające jego powierzchnię. Ma 2. najmłodszą powierzchnię w Układzie Słonecznym. Niewykluczone, że dochodzi na nim do erupcji, być może posiada atmosferę. Na Trytonie mogą panować warunki umożliwiające istnienie tam życia. Podczas jednokrotnego przelotu misja TRIDENT ma stworzyć mapę Trytona, zbadać aktywność na powierzchni i określić, czy pod lodem może istnieć ocean. Głównym naukowcem tej propozycji jest Louis Prockter z Lunar and Planetary Institute.
      Ostatnia z proponowanych misji, VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) miałaby określić historię geologiczną Wenus oraz dać odpowiedź na pytanie, dlaczego Wenus rozwinęła się tak bardzo inaczej od Ziemi. VERITAS okrążałaby planetę po orbicie i badała ją za pomocą radaru. Zyskalibyśmy trójwymiarową mapę niemal całej powierzchni Wenus oraz potwierdzenie, czy wciąż dochodzi tam do procesów tektonicznych. Ponadto zarejestrowałaby promieniowanie podczerwone z Wenus. Główną autorką pomysłu tej misji jest Suzanne Smrekar z Jet Propulsion Laboratory.
      W ramach Discovery Program, który prowadzony jest od 1992 roku, NASA zachęca specjalistów do opracowywania koncepcji badań planetarnych. Z napływających propozycji wybierane są te najciekawsze, a NASA finansuje dalsze prace nad rozwojem pomysłu. W końcu do realizacji wybierana jest jedna z koncepcji.
      Dotychczas w ramach Discovery Program zrealizowano 11 misji, w tym misję Teleskopu Kosmicznego Keplera, który odkrył tysiące planet pozaziemskich, misję Dawn, w ramach którego sonda odwiedziła Ceres i Vestę, czy misję Mars Pathfinder, pierwszą w historii udaną misję łazika marsjańskiego. Obecnie prowadzone misje to Lunar Reconnaissance Orbiter oraz InSight. A misje, które mają zostać zrealizowane w najbliższych 4 latach to Lucy (badanie głównego pasa asteroid i sześciu Trojańczków), Psyche (misja do asteroidy 16 Psyche) oraz Megane (współudział NASA w japońskiej misji badającej skład Fobosa).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA zdecydowała o otwarciu zapieczętowanych dotychczas próbek księżycowego gruntu i skał, przywiezionych na Ziemię w ramach misji Apollo 17. Po raz pierwszy od ponad 40 lat agencja ma szansę badać nienaruszone próbki z misji Apollo.
      Naukowcy wykorzystają próbki do ćwiczeń, które posłużą im do badania próbek, jakie w przyszłości trafią na Ziemię w ramach projektu Artemis (Artemida). Projekt ten ma na celu doprowadzenie do powrotu człowieka na Księżyc. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to w 2024 roku ramach misji Artemis 3 ludzie staną na Księżycu.
      Próbki, które właśnie odpieczętowano, zostały zebrane przez Gene'a Cernana i Jacka Schmitta. Obecnie możemy wykonać badaniach, jakie nie były możliwe w czasie trwania programu Apollo, mówi doktor Sarah Noble. Analiza tych próbek przyniesie kolejne korzyści z programu Apollo oraz pozwoli przyszłej generacji naukowców udoskonalić swoją technikę i przygotować przyszłych astronautów.
      NASA do dzisiaj przechowuje wszystkie próbki przywiezione w ramach programu Apollo. Większość z nich została dobrze przebadana, część wciąż jest tematem badań. Już w czasie trwania Apollo zdecydowano, że niektóre próbki zostaną zapieczętowane, a ich badania rozpoczną się w przyszłości, gdy pojawią się bardziej zaawansowane techniki badawcze.
      Nieotwarte dotychczas próbki zostały zebrane w ramach misji Apollo 15, 16 i 17. Dwie właśnie otwarte, oznaczone numerami 73002 i 73001, będą teraz przedmiotem badań za pomocą zaawansowanych technik, takich jak niedestrukcyjne obrazowanie 3D czy spektrometria mas. Próbki te stanowią część zbioru znajdującego się w metrowej długości tubie. Zebrano je w miejscu osuwiska w pobliżu krateru Lara. Zostały zebrane tak, że zachowano układ warstw księżycowego gruntu.
      Pierwszą próbką wyjętą z tuby jest 73002. Była ona szczelnie zapieczętowana, ale nie zamknięta w warunkach próżniowych. Przez kolejne miesiące będzie ona badana przez różne zespoły. Przed otwarciem próbki przeprowadzono badania za pomocą mikrotomografii komputerowej o wysokiej rozdzielczości. Zdjęcia pozwoliły wstępnie zbadań strukturę próbki przed wyjęciem oraz posłużyły do opracowania sposobu wyjęcia jej w nienaruszonym stanie.
      Z kolei próbka 73001 zostanie otwarta na początku przyszłego roku. Już na księżycu zamknięto ją w pojemniku próżniowym, który został umieszczony w kolejnym pojemniku próżniowym, a ten zapieczętowano na Ziemi. Naukowcy otworzą ją, gdy dopracują metody przechwycenia gazów, który się z niej uwolnią po otwarciu.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...