Laserowe połączenie Ziemi z Księżycem

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Inzynierowie z NASA i Lincoln Lab przez niemal miesiąc prowadzili testy komunikacji laserowej pomiędzy Ziemią a Księżycem. Wyniki przeszły najśmielsze oczekiwania. Nie było żadnych opóźnień w transmisji, błędów czy zerwania połączenia. Dane były przesyłane zarówno wtedy, gdy Księżyc był wysoko na niebie, gdy był nisko (wówczas transfer spowalniał do 311 Mb/s), gdy znajdował się blisko Słońca i gdy atmosfera była wzburzona. Co więcej, połączenie działało nawet wówczas, gdy niebo było przesłonięte cienką warstwą chmur.

Don Boronson, który z ramienia Lincoln Lab był odpowiedzialny za Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD) mówi, że system jest gotowy do debiutu.

System laserowej komunikacji ma w przestrzeni kosmicznej olbrzymią przewagę nad komunikacją radiową. Łączność radiowa jest powolna i wymaga wielkich anten, niejednokrotnie większych od samych pojazdów znajdujących się poza Ziemią. Lasery są znacznie mniejsze i pozwalają nawet na 100-krotnie szybsze przesyłanie danych.

Ziemski nadajnik LLCD znajdował się w White Sands w Nowym Meksyku. Wysłał on wiązkę laserową w kierunku satelity. Ten przeskanował przestrzeń, odnalazł wiązkę lasera i sam wysłał własną, wykorzystując w tym celu laser o mocy 0,5 wata. Od tego momentu oba nadajniki/odbiorniki były połączone i mogły nieprzerwanie pracować. Zaskoczył nas fakt, że satelita praktycznie nie musiał przeprowadzać skanowania. Niemal natychmiast odnalazł wiązkę. Tak więc już pierwszej nocy stopniowo zwiększaliśmy prędkość transferu danych i uzyskaliśmy maksymalny przewidziany transfer - mówi Boronson. Z Ziemi do pojazdu krążącego na orbicie Księżyca dane wysyłano z prędkością 20 Mb/s, a z orbitera na Ziemię – z prędkością 622 Mb/s.

W ramach eksperymentu wysłano do orbitera i z powrotem film w formacie HD. Sygnał pomiędzy Ziemią a Księżycem biegł 1,3 sekundy. Uwzględniając czas podróży sygnału oraz opóźnienie spowodowane koniecznością jego obróbki opóźnienie w powrocie danych na Ziemię wyniosło 7 sekund. O tym, jak wielką przewagę nad komunikacją radiową ma komunikacja laserowa niech świadczy fakt, że pobranie 1 gigabajta danych naukowych z pamięci podręcznej orbitera trwało mniej niż 5 minut. Systemowi komunikacji radiowej zajęłoby by około 3 dni. Co więcej LLCD w ogóle nie wymagał użycia sygnałów radiowych. Eksperyment wykazał, że za pomocą komunikacji laserowej można programować satelitę i odpowiednio go ustawiać w celu przeprowadzenia poprawnej komunikacji.

W 2017 roku NASA chce uruchomić Laser Communicatio Relay Demonstration (LCRD). To mający trwać 5 lat eksperyment, podczas którego dane będą wysyłane z prędkością 1 Gb/s pomiędzy Ziemią a satelitą na orbicie geosynchronicznej.

« powrót do artykułu

[Sławko 101]

Ale wadą lasera jest to, że stanowi on wąską wiązkę promieniowania, a tym samy trzeba bardzo dokładnie celować, co przy bardzo dużych odległościach może być trudne.

[mgr0700 2]

Ale wadą lasera jest to, że stanowi on wąską wiązkę promieniowania, a tym samy trzeba bardzo dokładnie celować, co przy bardzo dużych odległościach może być trudne.

 

"Ten przeskanował przestrzeń, odnalazł wiązkę lasera i sam wysłał własną..." Nie było celowania

[Usher 22]

Wysłał on wiązkę laserową w kierunku satelity.

Było celowanie, choć niekoniecznie precyzyjne. Skanowanie miało raczej na celu skorygowanie położenia anteny tak, by odbierać wykryty sygnał z maksymalną mocą.

[antykwant 7]

Uważam, że powinniśmy zarzucić ten projekt bo ma wady. Co więcej, powinni zdecydować o tym Polacy a dokładniej forumowicze portali popularnonaukowych.

[Astroboy 34]

Było celowanie, choć niekoniecznie precyzyjne. Skanowanie miało raczej na celu skorygowanie położenia anteny tak, by odbierać wykryty sygnał z maksymalną mocą.

 

Niby na chłopski rozum tak, ale pokaż mi to proszę w oryginale:

http://spectrum.ieee.org/tech-talk/aerospace/satellites/laser-link-to-moon-trumped-nasa-and-mit-engineers-expectations

 

Uważam, że powinniśmy zarzucić ten projekt bo ma wady. Co więcej, powinni zdecydować o tym Polacy a dokładniej forumowicze portali popularnonaukowych.

 

Ubawiłem się tak, jak już dawno nie bywało. Uważam, że jako Polacy powinniśmy zdecydować, ile kasy cały Świat powinien nam płacić tytułem tego, że tak zdecydowali forumowicze jakichśtam portali. Na portalach popularnonaukowych zapewne debili nie brakuje, podobnie jak w reszcie społeczeństwa.

[Usher 22]

Niby na chłopski rozum tak, ale pokaż mi to proszę w oryginale: http://spectrum.ieee...rs-expectations

Celowanie? Proszę bardzo:

The LLCD’s ground terminal in White Sands, New Mexico turns on its laser beam and points it at the satellite.

Dostrajanie? Proszę bardzo:

When the space module scans and finds it, it points its narrow, 0.5-watt laser beam right back, and the two terminals then continuously fine tune their pointing.

W obu przypadkach wytłuszczenie moje.

 

Jeśli chodzi o skanowanie, to wyjaśnię dodatkowo: Nie znam ani charakterystyki kierunkowej anteny na satelicie LADEE (na orbicie wokół Księżyca), ani sposobu jej naprowadzania, ale wydaje mi się oczywiste, że antena nie omiata bez sensu całej sfery niebieskiej, lecz jest cały czas naprowadzana w kierunku Ziemi. W związku z tym w najgorszym przypadku do przeskanowania jest niewielka czasza (wycinek sfery) o średnicy kątowej około 2 stopni, co w zależności od charakterystyki kierunkowej anteny może wymagać wykonania przez nią ruchu odpowiadającego kilku-kilkunastu zwojom spirali Archimedesa.

[Astroboy 34]

Celowanie? Proszę bardzo

 

Będę upierdliwy: "do celowania służą celowniki".

Czy naprawdę sądzisz, że antena w jakiś sposób "celuje"? Róznież nie znam szczegółów, ale moim skromnym zdaniem, gdy mówię o wycelowaniu mojego teleskopu w M31, to myślę raczej o "ustawieniu". Współczesna komunikacja z wykorzystaniem satelitów (już "ustawionych" na orbicie ) to przecież nie dział balistyki, a raczej precyzyjnych obliczeń z zakresu mechaniki nieba. Tyle w temacie.

 

Edit: dla czytelności powiem, że ja nie mówię o "wycelowaniu" teleskopu, ale przyzwyczaiłem się, że tak mówi zdecydowana większość. Ale większość niekoniecznie ma rację.

 

Edit2: czy słyszałeś (jako ciekawostka), by ktoś "celował" anteną satelitarną w satelitę? Tu widać rozumujemy poprawnie.