डीप स्पेस लेजर संचार रिकॉर्ड, कल्पना के लिए कितनी जगह? भाग एक

हाल ही में, यूएस स्पिरिट जांच ने 16 मिलियन किलोमीटर दूर जमीनी सुविधाओं के साथ एक गहरे अंतरिक्ष लेजर संचार परीक्षण को पूरा किया, जिसने एक नया अंतरिक्ष ऑप्टिकल संचार दूरी रिकॉर्ड स्थापित किया। तो इसके क्या फायदे हैंलेजर संचार? तकनीकी सिद्धांतों और मिशन आवश्यकताओं के आधार पर, इसे किन कठिनाइयों को दूर करने की आवश्यकता है? भविष्य में गहन अंतरिक्ष अन्वेषण के क्षेत्र में इसके अनुप्रयोग की क्या संभावना है?

तकनीकी सफलताएँ, चुनौतियों से नहीं डरते
ब्रह्मांड की खोज करने वाले अंतरिक्ष शोधकर्ताओं के लिए गहन अंतरिक्ष अन्वेषण एक अत्यंत चुनौतीपूर्ण कार्य है। जांच को सुदूर अंतरतारकीय अंतरिक्ष को पार करने, अत्यधिक वातावरण और कठोर परिस्थितियों पर काबू पाने, मूल्यवान डेटा प्राप्त करने और संचारित करने की आवश्यकता होती है, और संचार प्रौद्योगिकी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

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

13 अक्टूबर को, स्पिरिट जांच शुरू की गई, जिससे अन्वेषण की यात्रा शुरू हुई जो कम से कम आठ साल तक चलेगी। मिशन की शुरुआत में, इसने पृथ्वी पर टीमों के साथ डेटा संचार करने के लिए निकट-अवरक्त लेजर कोडिंग का उपयोग करते हुए, गहरे अंतरिक्ष लेजर संचार प्रौद्योगिकी का परीक्षण करने के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका में पालोमर वेधशाला में हेल टेलीस्कोप के साथ काम किया। इस प्रयोजन के लिए, डिटेक्टर और उसके लेजर संचार उपकरण को कम से कम चार प्रकार की कठिनाइयों को दूर करने की आवश्यकता है। क्रमशः, दूर की दूरी, सिग्नल क्षीणन और हस्तक्षेप, बैंडविड्थ सीमा और देरी, ऊर्जा सीमा और गर्मी अपव्यय समस्याएं ध्यान देने योग्य हैं। शोधकर्ताओं ने लंबे समय से इन कठिनाइयों का अनुमान लगाया था और उनके लिए तैयारी की थी, और प्रमुख प्रौद्योगिकियों की एक श्रृंखला को तोड़ दिया है, जिससे गहरे अंतरिक्ष लेजर संचार प्रयोगों को अंजाम देने के लिए स्पिरिट जांच के लिए एक अच्छी नींव तैयार की गई है।
सबसे पहले, स्पिरिट डिटेक्टर हाई-स्पीड डेटा ट्रांसमिशन तकनीक का उपयोग करता है, ट्रांसमिशन माध्यम के रूप में चयनित लेजर बीम, से सुसज्जित हैउच्च शक्ति लेजरट्रांसमीटर, के लाभ का उपयोग करलेजर 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 करने के लिए, स्पिरिट डिटेक्टर कुशल कोडिंग तकनीक को अपनाता है, जो डेटा कोडिंग को अनुकूलित करके सीमित बैंडविड्थ के भीतर उच्च डेटा ट्रांसमिशन दर प्राप्त कर सकता है। साथ ही, यह फॉरवर्ड एरर करेक्शन कोडिंग की तकनीक का उपयोग करके बिट त्रुटि दर को कम कर सकता है और डेटा ट्रांसमिशन की सटीकता में सुधार कर सकता है।
तीसरा, बुद्धिमान शेड्यूलिंग और नियंत्रण प्रौद्योगिकी की मदद से, जांच संचार संसाधनों के इष्टतम उपयोग का एहसास करती है। प्रौद्योगिकी कार्य आवश्यकताओं और संचार वातावरण में परिवर्तन के अनुसार संचार प्रोटोकॉल और ट्रांसमिशन दरों को स्वचालित रूप से समायोजित कर सकती है, इस प्रकार सीमित ऊर्जा स्थितियों के तहत सर्वोत्तम संचार परिणाम सुनिश्चित करती है।
अंत में, सिग्नल रिसेप्शन क्षमता को बढ़ाने के लिए, स्पिरिट जांच मल्टी-बीम रिसेप्शन तकनीक का उपयोग करती है। यह तकनीक एक सरणी बनाने के लिए कई प्राप्त करने वाले एंटेना का उपयोग करती है, जो सिग्नल की प्राप्त संवेदनशीलता और स्थिरता को बढ़ा सकती है, और फिर जटिल गहरे अंतरिक्ष वातावरण में एक स्थिर संचार कनेक्शन बनाए रख सकती है।

फायदे स्पष्ट हैं, रहस्य में छिपे हैं
बाहरी दुनिया को ढूंढना मुश्किल नहीं हैलेज़रस्पिरिट जांच के गहरे अंतरिक्ष संचार परीक्षण का मुख्य तत्व है, तो गहरे अंतरिक्ष संचार की महत्वपूर्ण प्रगति में मदद करने के लिए लेजर के क्या विशिष्ट फायदे हैं? रहस्य क्या है?
एक ओर, गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण मिशनों के लिए बड़े पैमाने पर डेटा, उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियों और वीडियो की बढ़ती मांग के लिए गहरे अंतरिक्ष संचार के लिए उच्च डेटा ट्रांसमिशन दरों की आवश्यकता होती है। संचार संचरण दूरी के सामने जो अक्सर लाखों किलोमीटर से "शुरू" होती है, रेडियो तरंगें धीरे-धीरे "शक्तिहीन" हो जाती हैं।
जबकि लेजर संचार रेडियो तरंगों की तुलना में फोटॉनों पर जानकारी को एनकोड करता है, निकट-अवरक्त प्रकाश तरंगों में एक संकीर्ण तरंग दैर्ध्य और उच्च आवृत्ति होती है, जिससे अधिक कुशल और सुचारू सूचना प्रसारण के साथ एक स्थानिक डेटा "राजमार्ग" बनाना संभव हो जाता है। प्रारंभिक निम्न-पृथ्वी कक्षा अंतरिक्ष प्रयोगों में इस बिंदु को प्रारंभिक रूप से सत्यापित किया गया है। प्रासंगिक अनुकूली उपाय करने और वायुमंडलीय हस्तक्षेप पर काबू पाने के बाद, लेजर संचार प्रणाली की डेटा ट्रांसमिशन दर पिछले संचार साधनों की तुलना में लगभग 100 गुना अधिक थी।