К сожалению, пока нет полноценной рабочей системы лазерной связи, а значит, переход на нее еще не состоится.
CubeSat продемонстрирует самую быструю лазерную связь NASA из космоса
Это интересно, это полезно, это будет применено в нашей дальнейшей работе по созданию новой орбитальной группировки», — заявил глава «Роскосмоса». Кроме того, госкорпорация совместно с РЖД планирует «провести один интересный эксперимент по квантовой передаче данных с борта на борт МКС и далее».
В ближайшей перспективе разработчики планирует представить версию терминала с усовершенствованной оптикой. Ранее издание SpaceNews сообщило, что американская компания John Deere выбрала SpaceX для подключения своих беспилотных тракторов к спутниковому интернету для обеспечения их автономной работы в условиях сельской местн ости.
Многоспутниковым группировкам нужна межспутниковая система связи. Использование лазеров для этой задачи обладает большим потенциалом , поскольку отсутствие атмосферных помех позволяет добиться высокой скорости передачи информации. Это можно сделать с помощью межспутникового интернета, предварительно установив на спутники терминалы с лазером. Такой интернет позволит моментально передать, например, изображение, которое сделал спутник над Вашингтоном , в Москву.
Дело в том, что спутнику, который находится над Америкой , лететь к Москве будет долго, соответственно, картинку мы будем ждать несколько часов.
Спустя немногим более 50 секунд приемопередатчик на «Психее» принял сигнал и в ответ отправил свой собственный отклик обратно в Паломарскую обсерваторию. Это событие ознаменовало первое успешное испытание DSOC, линии связи следующего поколения, которая передает информацию не с помощью радиоволн, а с помощью лазерного света. Это часть серии испытаний, которые НАСА проводит для ускорения связи в глубоком космосе в рамках различных миссий. Ранее, в других миссиях, лазерная связь уже была опробована на околоземной орбите и на пути к Луне и обратно, но данное испытание является самым сложным и проведено на беспрецедентном расстоянии. Представители НАСА считают, что если проект окажется успешным, то астронавты следующих десятилетий, направляющиеся на Луну или Марс, смогут использовать лазерный свет в качестве средства связи с Землей.
Лазерная связь заработает в России
Смотрите онлайн видео «Лазерная связь заменит радио. Лазерная связь будет полезна как для МКС, так и для будущих полетов на Луну и Марс. Технология лазерной связи в этой демонстрации предназначена для передачи данных из глубокого космоса со скоростью в 10-100 раз быстрее. Основным преимуществом использования лазерной связи по сравнению с радиоволнами является увеличенная полоса пропускания. Лазерная связь позволит передавать на Землю от 10 до 100 раз больше данных, чем современные радиочастотные системы. Ее спутники Starlink начали использовать лазерную связь для обратной связи.
В МФТИ создан терминал космической лазерной связи
| В МФТИ создан терминал космической лазерной связи - CNews | Системы лазерной связи легче, гибче и безопаснее радиочастотных систем, при этом могут использоваться совместно с ними. |
| FSO (технология) — Википедия | TBIRD продемонстрирует возможности лазерной связи с высокой скоростью передачи данных от CubeSat на низкой околоземной орбите. |
| RU2233549C2 - ЛАЗЕРНАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ - Яндекс.Патенты | Лазерная связь позволит передавать на Землю от 10 до 100 раз больше данных, чем современные радиочастотные системы. |
| НАСА протестировало лазерную связь в космосе на расстоянии свыше 16 000 000 км | Лазерная связь, использующая инфракрасный свет для передачи данных, обладает рядом преимуществ перед радиосвязью, включая высокую скорость и возможность передачи на. |
| FSO (технология) — Википедия | Лазерная связь обладает рядом преимуществ, включая высокую скорость и энергоэффективность, но сталкивается с вызовами. |
НАСА тестирует двустороннюю высокоскоростную лазерную систему космической связи
В ближайшей перспективе разработчики планирует представить версию терминала с усовершенствованной оптикой. Ранее издание SpaceNews сообщило, что американская компания John Deere выбрала SpaceX для подключения своих беспилотных тракторов к спутниковому интернету для обеспечения их автономной работы в условиях сельской местн ости.
CNews писал о том, что Amazon в рамках проекта Kuiper протестировала на низкой околоземной орбите оптическое межспутниковое соединение OISL , при котором спутники обмениваются информацией с помощью инфракрасных лазерных лучей. Первоначальные данные показали, что сеть сможет поддерживать связь и между несколькими спутниками одновременно. Тестирование межспутниковой лазерной связи проводит с сентября 2020 г. В 2022 г.
Такой интернет позволит моментально передать, например, изображение, которое сделал спутник над Вашингтоном , в Москву.
Дело в том, что спутнику, который находится над Америкой , лететь к Москве будет долго, соответственно, картинку мы будем ждать несколько часов. С лазерной связью эта проблема отпадает: данные как по паутине будут передаваться от одного аппарата к другому», — рассказал старший преподаватель МФТИ Иван Завьялов «Газете. CNews писал о том, что Amazon в рамках проекта Kuiper протестировала на низкой околоземной орбите оптическое межспутниковое соединение OISL , при котором спутники обмениваются информацией с помощью инфракрасных лазерных лучей. Первоначальные данные показали, что сеть сможет поддерживать связь и между несколькими спутниками одновременно.
Вместо этого космические агентства и операторы коммерческих спутников чаще всего используют радиосвязь. В связи с этим спутники на орбите могут передавать ограниченный объём данных. Даже гиперспектральный сканер HISUI на Международной космической станции отправляет данные на Землю через накопители на грузовых кораблях. При этом инфракрасный свет, который может использовать лазерная связь, имеет гораздо более высокую частоту, чем радиоволны, что обеспечивает гораздо более высокую скорость передачи данных. Разработка оказалась бюджетной благодаря использованию коммерческих готовых компонентов для наземных нужд. К ним относятся высокоскоростные оптические модемы, разработанные для оптоволоконных телекоммуникаций, и высокоскоростные хранилища большого объёма для хранения данных. Так, компоненты лазера не были предназначены для работы в суровых условиях космоса. Во время теплового испытания, имитирующего экстремальные температуры, расплавились волокна в усилителе оптического сигнала.
Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
Переход на лазерную связь позволит увеличить пропускную способность от 10 до 100 раз по сравнению с радиосвязью. Организуемый канал лазерной связи имеет высокую защищённость, скрытность и малозаметность. Лазерная связь двух объектов осуществляется только посредством соединения типа «точка-точка».
В МФТИ создан терминал космической лазерной связи
TBIRD продемонстрирует возможности лазерной связи с высокой скоростью передачи данных от CubeSat на низкой околоземной орбите. Российский спутник «Импульс-1» открывает лазерный канал связи. У лазерной связи частота колебаний очень высокая, мы можем передавать по одному каналу до 100 Гб. При помощи инфракрасной лазерной системы можно реализовать связь с орбитой и космосом нового качественного уровня.
Эксперты NASA протестировали новую систему лазерной связи. Не обошлось без котиков
Подавляющее большинство современных спутников и космических аппаратов имеют скорости передачи данных, измеряемых в килобитах в секунду. Но в долгосрочной перспективе жители Луны едва ли будут удовлетворены скоростями уровня dial-up, в отличие от астронавтов тех же Аполлонов. Современные спутники и роверы имеют качественные камеры, и чтобы передавать с них видео высокой четкости и поток информации от других датчиков, НАСА и другие космические агентства расширяют радиодиапазоны, традиционно выделяемые для космических исследований, до их предела. Например, космический корабль «Орион», на котором астронавты будут путешествовать вокруг Луны во время миссии «Артемида-2» в 2022 году, будет передавать критически важную информацию на Землю по радиоканалу S-диапазона со скоростью 2 мегабита в секунду. Желание поднять скорость еще выше влечет за собой выход за рамки радиосвязи и разработку систем оптической связи, которые используют лазеры для передачи данных через космическое пространство. В дополнение к радио S-диапазона, Орион будет нести систему лазерной связи для отправки 4К-видео обратно на Землю. В будущем, НАСА создаст долгосрочный центр лазерной связи, связывающий нашу планету и ее спутник.
Снимок Земли, переданный Вояджером в 1990 году с расстояния в 6 млрд километров. Сейчас скорость обмена информации с ним не превышает сотни бит в секунду, так что на передачу такой фотографии понадобится не один час. 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.
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.
В центре виден полетный лазерный приемопередатчик DSOC с золотой крышкой. И «первый свет» — первый сигнал такой связи передать уже удалось. В рамках эксперимента NASA по оптической связи в глубоком космосе DSOC на телескоп Хейла в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института в округе Сан-Диего Калифорния от спутника Psyche с расстояния почти 16 млн км — примерно в 40 раз дальше, чем Луна от Земли, — был передан лазерный луч ближнего инфракрасного диапазона с кодированными тестовыми данными. Это самая дальняя в истории демонстрация оптической связи. DSOC настроен на передачу тестовых данных с высокой пропускной способностью на Землю в ходе двухлетней демонстрации технологии во время полета Psyche к главному поясу астероидов между Марсом и Юпитером.
Российские разработчики представили проект лазерной связи в космосе 21 марта 2024 13:31 Центр В течение многих лет радио использовалось повсеместно, но из-за больших потерь, которые являются особенностью этой технологии, часть сигнала уходила в никуда. Лазерная связь позволит передавать больше данных при тех же затратах. Благодаря высокой скорости передачи данных и экономии энергии эта технология может заменить привычную радиосвязь в космосе, пишет РБК. По словам ведущего специалиста по космической оптике Сергея Алексеева, работа над проектом началась два года назад.
Космическая лазерная связь - это будущее подключения к Интернету
| Лазерный эксперимент НАСА DSOC передал технические данные с расстояния 226 миллионов километров | Потому лазерная связь — это связь скрытная, что крайне выгодно отличает ее от привычных технологий передачи данных. |
| FSO (технология) — Википедия | Лазерная связь двух объектов осуществляется только посредством соединения типа «точка-точка». |
| ПЛС - Прогрессивная Лазерная Связь | Спутники российской орбитальной группировки «Сфера» будут общаться друг с другом с помощью лазерной связи. |
| НАСА передало на Землю данные со скоростью 200 Гбит/с с помощью лазера / Хабр | При этом инфракрасный свет, который может использовать лазерная связь, имеет гораздо более высокую частоту, чем радиоволны. |
Категории статьи
- «Роскосмос» проведет эксперимент по лазерной связи в 2023 году — Реальное время
- В МФТИ создан терминал космической лазерной связи
- ПЛС - Прогрессивная Лазерная Связь
- Луч на Землю: В NASA сообщили о получении лазерного сигнала из космоса
SpaceLink продемонстрирует лазерную связь с МКС в 2024 году
| NASA запускает лазерную связь сегодня, 5 декабря | НАСА планирует важный шаг к достижению этой цели, запустив и протестировав свою первую двустороннюю сквозную лазерную систему связи. |
| Что за эксперимент с космической лазерной связью задумали в России? | Лазерная связь позволит передавать на Землю от 10 до 100 раз больше данных, чем современные радиочастотные системы. |
НАСА тестирует двустороннюю высокоскоростную лазерную систему космической связи
Это первый эксперимент по проверке лазерной связи в дальнем космосе, в частности, на Марсе. В период с ноября по декабрь 2023 года DSOC успешно передал кодированные сигналы с тестовыми данными и видео на Землю с расстояния 16 и 31 млн км. Теперь НАСА объявило, что во время испытаний 8 апреля эксперимент впервые взаимодействовал с системой связи "Психеи" и передал на Землю технические данные миссии. Он сделал это с удивительного расстояния в 226 млн км, что в два раза меньше расстояния между Землей и Солнцем около 150 млн км , и со скоростью, значительно превышающей поставленную проектом цель. Эксперимент проходит все более успешно После запуска "Психеи" DSOC первоначально использовалась для передачи данных, предварительно загруженных в лазерный приемопередатчик.
Информация поступает в приёмопередающий модуль, в котором кодируется различными помехоустойчивыми кодами, модулируются оптическим лазерным излучателем и фокусируется оптической системой передатчика в узкий коллимированный лазерный луч и передаётся в атмосферу. На принимающей стороне оптическая система фокусирует оптический сигнал на высокочувствительный фотодиод или лавинный фотодиод , который преобразует оптический пучок в электрический сигнал.
При этом чем выше частота до 1,5 ГГц , тем больше объём передаваемой информации. Далее сигнал демодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса. Длина волны в большинстве реализованных систем варьируется в пределах 700—950 нм или 1550 нм, в зависимости от применяемого лазерного диода.
Эксперимент показал, как лазерный ретранслятор связи, расположенный на геосинхронной орбите, может быть полезен для скоростной передачи данных с МКС на Землю. Лазерная связь, также известная как оптическая связь, использует инфракрасный свет, а не традиционные радиоволны для отправки и приема сигналов.
Более узкая длина волны инфракрасного света позволяет космическим аппаратам передавать больше данных.
Для демонстрации и испытаний возможностей оптической связи видео и другие данные были записаны в него ещё на Земле. Тем не менее, команда зонда смогла продублировать передачу фрагмента инженерных данных с борта зонда по оптическому каналу в то же время, как эти данные передавались по основному радиоканалу.
Тем самым NASA получило возможность заявить, что впервые по оптике были переданы инженерные данные с борта космического корабля из глубокого космоса. Также был поставлен другой эксперимент, когда одна наземная станция по мощному лазеру передала большой пакет данных на зонд, а зонд передал их обратно на другую наземную станцию на телескоп Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института в округе Сан-Диего, Калифорния.
NASA передала лазерное сообщение на расстоянии в 16 миллионов километров
Пакет данных совершил путешествие туда и обратно, проделав в космосе путь дальностью 450 млн км. Наконец, была проверена возможность принимать оптический сигнал с «Психеи» одновременно двумя станциями на два далеко разнесённых телескопа. Такая возможность может поднять скорость передачи данных за счёт снижения уровня ошибок, надо полагать , а также обеспечит канал связи, даже если над одной из станций приёма будет облачно, что для лазера станет непробиваемой стеной.
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.
Напомним, технология лазерной связи, использующая инфракрасный свет для передачи данных, обещает большую скорость и дальность по сравнению с радиосвязью и может стать альтернативой ей в будущем. Ранее сообщалось, что в RuStore появились мини-приложения, не требующие установки.
С тех пор проект продемонстрировал, что приемопередатчик может принимать данные с мощного восходящего лазера на объекте JPL Table Mountain вблизи Райтвуда, Калифорния. Данные также могут быть отправлены на приемопередатчик, а затем повторно соединены с Землей в ту же ночь. Лазерная технология связи в этом демонстрационном проекте НАСА предназначена для передачи данных со скоростью в 10-100 раз быстрее, чем современные радиочастотные системы, используемые сегодня в космических миссиях. Теперь, когда зонд находится в семь раз дальше, скорость, с которой он может отправлять и получать данные, уменьшилась, что было ожидаемо. Лазерная передача научных данных из глубокого космоса Во время испытаний 8 апреля команда проекта также дала команду полетному лазерному приемопередатчику на оптическую передачу данных, сгенерированных "Психеей".
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.