激光通信对太空探索至关重要

时间:2017-10-22 01:03:06166网络整理admin

新的分析认为,新的宇宙飞船和卫星必须配备激光,将数字信号传回地球上的光学望远镜另一种选择是,他们改进的传感器收集的数据量不断增加,将陷入严重的通信瓶颈,对地球和太阳系空间系统太空任务的探索进行扼杀将会收集数十亿比特(千兆比特)的数据第二由于数据只能每天或每两天短时间传回地球,因此卫星每秒需要传输大约100千兆位但现在用于卫星通信的无线电带宽仅限于其中的一小部分,康奈尔大学的天文学家马丁哈维特及其科学政策论文的共同作者警告说然而,使用近红外光谱的单个激光器可以比无线电发射器传递数千倍的信息天文学家设想将激光射向一个或多个建在山顶上的10米光学望远镜每个航天器或卫星可能有六个波长略有不同的激光器,每个传输速率高达每秒40千兆位,每秒传输240千兆位加利福尼亚透明网络公司的共同作者Alex Harwit表示,数据丢失和纠错会降低这个数字,但仍然会在正确的范围内接收信号需要晴朗的天空,但是拥有多个接收站将使得至少有一个接收站的可能性更大他们估计,包括研发和三台望远镜在内的整个基础设施包将耗资约4亿美元 “光通信将在更远的距离内真正发挥作用,”英澳天文台的仪器科学家安德鲁麦格拉思说有限的功率和长距离信号的衰落意味着来自深空探测器的传输速度很慢例如,火星全球探测器卫星每秒仅传输大约80,000比特激光信号也会因距离而降低,但仍会包含更多信息激光器的更高容量基本上是由于它们的频率更高卫星遥测系统使用高达40千兆赫的无线电频率,或每秒400亿个周期相比之下,近红外光具有大约193太赫兹的频率,允许数据传输更快速地发生数千次美国宇航局太空作战项目主管巴里格尔扎勒说,美国宇航局正在研究这个问题,并正在考虑使用激光但他说,其他方法也可能有用,比如简单地使用更高的无线电频率期刊参考:科学(第297卷,