與(yu) 當年的撥號上網相比,如今的上網速度簡直是極速。與(yu) 我們(men) 對網頁加載的要求一樣,NASA的科學家和工程師也希望能夠與(yu) 探測飛船進行快速、安全的連接。為(wei) 了實現這一點,NASA正在將以往的基於(yu) 無線電的通信方式,轉變為(wei) 新型的激光通信方式。
北京時間12月30日消息,為(wei) 期30天的“月球激光通信演示”(LLCD)任務完成,為(wei) 我們(men) 展現了在太空使用激光通信的光明前景。LLCD搭載於(yu) “月球大氣和塵埃環境探測器”(LADEE)上,其設計目的是證實在差不多25萬(wan) 英裏(約合40.2萬(wan) 公裏)的距離上進行激光通信的效果。此外,LLCD還演示了破紀錄的向月球探測器下載和上傳(chuan) 數據的速度,分別達到622 Mbps和20Mbps。
LLCD還可以用NASA的無線電係統進行操控。NASA戈達德太空飛行中心的LLCD任務主管唐·康威爾(Don Cornwell)說:“在進行測試的整個(ge) 過程中,我們(men) 沒有發現任何事情,會(hui) 妨礙這項技術在不久的將來投入使用。”
舉(ju) 例而言,LLCD在大白天時可以進行無誤差的通信,包括從(cong) 地球看去,月球和太陽的夾角小於(yu) 3度的時候。當月球很接近地平線,即從(cong) 地麵站望去角度小於(yu) 4度時,LLCD也能夠進行無誤差的通信。這些演示表明,風和大氣湍流對該係統並沒有顯著的影響。LLCD甚至能夠透過較薄的雲(yun) 層進行通信,這可以說是個(ge) 意外的收獲。
從(cong) 操作上,LLCD演示了從(cong) LADEE飛船本身下載數據的能力。唐·康威爾說:“我們(men) 可以在不到五分鍾的時間內(nei) ,將LADEE上存儲(chu) 的所有科學和飛船數據(1Gb)下載下來,唯一受限的是LADEE內(nei) 部40Mbps的連接速度。”而如果用LADEE上搭載的無線電係統下載同樣的數據,則需要好幾天的時間。除此之外,LLCD還證明了激光技術的完整性,激光通信不僅(jin) 可以傳(chuan) 送無誤差的數據,還能夠通過激光連接,向飛船發出——或者從(cong) 飛船發出——無損的指令和遙測或監控的信息。
LLCD還演示了激光連接從(cong) 一個(ge) 地麵站到另一個(ge) 地麵站的“越區切換”能力,就好比手機從(cong) 一個(ge) 信號塔切換到另一個(ge) 信號塔。另一個(ge) 突破是,在不用LADEE的無線電係統的情況下,也能夠對LLCD進行操作。唐·康威爾說:“我們(men) 可以對LADEE進行編程,喚醒LLCD,使其在某個(ge) 特定的時間自動連接並與(yu) 地麵站進行通信,並且不使用無線電指令。這意味著,激光通信技術在未來NASA的任務中可以成為(wei) 主要的通信係統。”
據一條來自美國國家航空航天局(NASA)署長查爾斯·伯爾登(Charlie Bolden)的消息證實,LLCD已經具備發送和接收高清晰度視頻的能力,視頻發送到月球探測器再傳(chuan) 回地球的整個(ge) 過程隻有幾秒鍾的延遲。“伯爾登署長的消息顯示了NASA對發展這一技術的支持,無論是在太空,還是在地球的應用上,”唐·康威爾說,“這也展示了我們(men) 通過激光通信傳(chuan) 輸的高清視頻所具有的品質和保真度,無論是發送至月球,還是自月球傳(chuan) 回來。”唐·康威爾指出,LLCD任務是又一個(ge) NASA與(yu) 其他組織合作,共同發展新技術的偉(wei) 大例子。他讚揚了唐·博羅森(Don Boroson)及其來自麻省理工學院林肯實驗室(MIT/LL)的研究團隊,該團隊開發並操控了LLCD任務中激光通信在太空和地麵的終端。“沒有林肯實驗室這些合作夥(huo) 伴的工作,我們(men) 無法取得這些巨大的進展,”唐·康威爾說,“他們(men) 的知識和多年來的工作,製造出了一個(ge) 遠遠超過我們(men) 預期的通信係統。”
NASA接下來的激光通信任務將是“激光通信中繼演示”(LRCD)。這一任務仍然由戈達德太空飛行中心負責,將演示利用一顆地球同步軌道衛星,在兩(liang) 個(ge) 地麵站之間進行每秒10億(yi) 比特以上速率的連續激光中繼通信的能力。更重要的是,LCRD將進行長達五年時間的操作演示,從(cong) 而為(wei) 這一激光技術建立更強的信心。
“我們(men) 為(wei) LLCD的結果感到非常鼓舞,”NASA負責空間通信和導航的副署長巴德裏·尤尼斯(Badri Younes)說,“從(cong) 我坐的這個(ge) 地方,激光通信的未來看起來一片光明。”種種跡象表明,NASA似乎要在不久的將來,對通信係統做一次轉變。改變了無數地球人生活的寬帶連接技術,很可能是未來NASA擴展通信可能性的重要手段。
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