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深空光通信 (DSOC):NASA 测试激光  

由于低带宽和对高数据传输速率的需求不断增加,基于射频的深空通信面临限制。基于激光或光学的系统有可能打破通信限制。 美国航空航天局 已经测试了极远距离的激光通信,并展示了深空的高带宽通信,当时它从目前正在穿越深空到金属的 Psyche 航天器通过激光从 32 万公里的距离向地球发射了超高清视频- 丰富的小行星 Psyche 位于小行星带之间 三月 和木星。这是月球以外光通信的首次演示。深空网络 (DSN) 天线接收射频和近红外激光信号。  

情深 空间 通信主要使用无线电频率进行。然而,鉴于有限的带宽和不断增长的高数据传输速率的需求,基于射频的系统无法满足航天领域当前和未来的通信需求。  

另一方面,基于激光或光的通信在大带宽、高数据速率链路和低 SWaP(尺寸、重量和功率)终端方面具有许多优势。它有可能将数据速率提高到目前使用的最复杂无线电系统容量的 10 至 100 倍,从而打破通信限制。因此,必须推进光通信以实现能够满足未来行星际数据传输需求的高容量深空通信。   

深空光通信(DSOC)实验是 Psyche 航天器上的一个技术演示有效载荷,该航天器目前正在穿越深空前往富含金属的地方 小行星 普赛克位于小行星带之间 三月 和木星。 2023年32月,它在深空XNUMX万公里处通过激光向地球传输超高清视频,展示了深空高带宽通信。这是月球以外光通信的首次演示。   

深空网络(DSN)是位于世界不同地区的设施网络,用于与遥远的探索太阳系的航天器进行通信。该网络的实验天线接收来自深空 Psyche 航天器发出的无线电和激光信号。这表明目前通过无线电信号与航天器通信的 DSN 天线可以改装为激光通信。  

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参考文献:  

  1. Karmous S. 等人 2022。光通信如何塑造深空通信的未来?一项调查。预印本 arXiv。数字编号: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.04933 
  1. 罗宾逊学士,2023。 用于空间探索和科学的光通信。 2023 年光纤通信会议。 
  1. 美国宇航局的技术演示通过激光从深空传输第一个视频。发布于 18 年 2023 月 XNUMX 日。可在 https://www.nasa.gov/directorates/stmd/tech-demo-missions-program/deep-space-optical-communications-dsoc/nasas-tech-demo-streams-first-video-from-deep-space-via-laser/ 
  1. 美国宇航局。新闻 – 美国宇航局的新实验天线跟踪深空激光。发布于 08 年 2024 月 XNUMX 日。可用于 https://www.nasa.gov/technology/space-comms/deep-space-network/nasas-new-experimental-antenna-tracks-deep-space-laser/ 
  1. 深空光通信 (DSOC) https://www.nasa.gov/mission/deep-space-optical-communications-dsoc/ 
  1. 心灵使命。 https://science.nasa.gov/mission/psyche/  
  1. NASA 的深空网络 (DSN) https://www.jpl.nasa.gov/missions/dsn  

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乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

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