गहरे अंतरिक्ष में लेज़र संचार का रिकॉर्ड, कल्पना के लिए कितनी जगह?भाग एक

हाल ही में, अमेरिकी स्पिरिट प्रोब ने 1.6 करोड़ किलोमीटर दूर जमीनी सुविधाओं के साथ एक गहन अंतरिक्ष लेज़र संचार परीक्षण पूरा किया, जिसने अंतरिक्ष ऑप्टिकल संचार दूरी का एक नया रिकॉर्ड बनाया। तो इसके क्या फायदे हैं?लेज़र संचारतकनीकी सिद्धांतों और मिशन आवश्यकताओं के आधार पर, इसे किन कठिनाइयों को दूर करना होगा? भविष्य में गहन अंतरिक्ष अन्वेषण के क्षेत्र में इसके अनुप्रयोग की क्या संभावनाएँ हैं?

तकनीकी सफलताएँ, चुनौतियों से नहीं डरना
ब्रह्मांड की खोज कर रहे अंतरिक्ष शोधकर्ताओं के लिए गहन अंतरिक्ष अन्वेषण एक अत्यंत चुनौतीपूर्ण कार्य है। अंतरिक्ष यानों को सुदूर अंतरतारकीय अंतरिक्ष को पार करना, चरम वातावरण और कठोर परिस्थितियों से पार पाना, मूल्यवान डेटा प्राप्त करना और संचारित करना होता है, और इसमें संचार प्रौद्योगिकी की महत्वपूर्ण भूमिका होती है।

का योजनाबद्ध आरेखगहरे अंतरिक्ष लेजर संचारस्पिरिट उपग्रह जांच और जमीनी वेधशाला के बीच प्रयोग

13 अक्टूबर को, स्पिरिट प्रोब लॉन्च हुआ, जिसने अन्वेषण की एक यात्रा शुरू की जो कम से कम आठ साल तक चलेगी। मिशन की शुरुआत में, इसने संयुक्त राज्य अमेरिका के पालोमर वेधशाला में हेल टेलीस्कोप के साथ मिलकर गहरे अंतरिक्ष लेजर संचार तकनीक का परीक्षण किया, जिसमें पृथ्वी पर टीमों के साथ डेटा संचार करने के लिए निकट-अवरक्त लेजर कोडिंग का उपयोग किया गया। इसके लिए, डिटेक्टर और इसके लेजर संचार उपकरण को कम से कम चार प्रकार की कठिनाइयों को दूर करने की आवश्यकता है। क्रमशः, दूरस्थ दूरी, सिग्नल क्षीणन और हस्तक्षेप, बैंडविड्थ सीमा और विलंब, ऊर्जा सीमा और ताप अपव्यय की समस्याएं ध्यान देने योग्य हैं। शोधकर्ताओं ने लंबे समय से इन कठिनाइयों का अनुमान लगाया और तैयारी की, और प्रमुख तकनीकों की एक श्रृंखला में सफलता हासिल की
सबसे पहले, स्पिरिट डिटेक्टर उच्च गति डेटा ट्रांसमिशन तकनीक का उपयोग करता है, ट्रांसमिशन माध्यम के रूप में चयनित लेजर बीम, से सुसज्जित हैउच्च शक्ति वाले लेज़रट्रांसमीटर, के लाभों का उपयोग करते हुएलेजर संचरणदर और उच्च स्थिरता, गहरे अंतरिक्ष वातावरण में लेजर संचार लिंक स्थापित करने की कोशिश कर रहा है।
दूसरे, संचार की विश्वसनीयता और स्थिरता में सुधार के लिए, स्पिरिट डिटेक्टर कुशल कोडिंग तकनीक अपनाता है, जो डेटा कोडिंग को अनुकूलित करके सीमित बैंडविड्थ में उच्च डेटा संचरण दर प्राप्त कर सकता है। साथ ही, यह फ़ॉरवर्ड एरर करेक्शन कोडिंग तकनीक का उपयोग करके बिट त्रुटि दर को कम कर सकता है और डेटा संचरण की सटीकता में सुधार कर सकता है।
तीसरा, बुद्धिमान शेड्यूलिंग और नियंत्रण तकनीक की मदद से, यह जांच संचार संसाधनों का इष्टतम उपयोग सुनिश्चित करती है। यह तकनीक कार्य आवश्यकताओं और संचार वातावरण में परिवर्तन के अनुसार संचार प्रोटोकॉल और संचरण दरों को स्वचालित रूप से समायोजित कर सकती है, जिससे सीमित ऊर्जा परिस्थितियों में सर्वोत्तम संचार परिणाम सुनिश्चित होते हैं।
अंत में, सिग्नल रिसेप्शन क्षमता को बढ़ाने के लिए, स्पिरिट प्रोब मल्टी-बीम रिसेप्शन तकनीक का उपयोग करता है। यह तकनीक सिग्नल की रिसेप्शन संवेदनशीलता और स्थिरता को बढ़ाने और जटिल गहरे अंतरिक्ष वातावरण में एक स्थिर संचार कनेक्शन बनाए रखने के लिए कई रिसीविंग एंटेना का उपयोग करके एक सरणी बनाती है।

फायदे स्पष्ट हैं, रहस्य में छिपे हैं
बाहरी दुनिया में यह पता लगाना मुश्किल नहीं है किलेज़रस्पिरिट प्रोब के गहन अंतरिक्ष संचार परीक्षण का मुख्य तत्व है, तो गहन अंतरिक्ष संचार की महत्वपूर्ण प्रगति में मदद करने के लिए लेज़र के क्या विशिष्ट लाभ हैं? रहस्य क्या है?
एक ओर, गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण अभियानों के लिए विशाल डेटा, उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली छवियों और वीडियो की बढ़ती माँग के कारण, गहरे अंतरिक्ष संचार के लिए उच्च डेटा संचरण दर की आवश्यकता होगी। संचार संचरण दूरी, जो अक्सर करोड़ों किलोमीटर से "शुरू" होती है, के कारण रेडियो तरंगें धीरे-धीरे "शक्तिहीन" होती जा रही हैं।
जहाँ लेज़र संचार रेडियो तरंगों की तुलना में फोटॉन पर सूचना को एनकोड करता है, वहीं निकट-अवरक्त प्रकाश तरंगों की तरंगदैर्घ्य कम और आवृत्ति अधिक होती है, जिससे अधिक कुशल और सुचारू सूचना संचरण के साथ एक स्थानिक डेटा "हाईवे" का निर्माण संभव हो जाता है। इस बिंदु की प्रारंभिक निम्न-पृथ्वी कक्षा अंतरिक्ष प्रयोगों में प्रारंभिक रूप से पुष्टि की जा चुकी है। प्रासंगिक अनुकूली उपाय करने और वायुमंडलीय हस्तक्षेप पर काबू पाने के बाद, लेज़र संचार प्रणाली की डेटा संचरण दर पहले के संचार माध्यमों की तुलना में लगभग 100 गुना अधिक थी।