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太空通联新想象:在火星树立互联网今日角度

阅读量: 1619次 发布时间:2024-02-24 06:18:22

  今日的通讯基础设施不足以满意未来火星居民的需求。图片来自:美国《科学新闻》网站

  或许几十年后,当宇航员登陆火星时,他们要新的联络方法,无论是彼此之间的沟通,仍是与周围设备的联络,或是与地球使命控制中心进行通讯。悠远星球上的宇航员更期望能与地球上的亲人进行视频谈天,通话质量明晰且无推迟。

  可是,在火星衔接地球上的WiFi似乎是不或许的,因为地球间隔火星实在是太悠远了。人们或许需求另一种战略。欧洲空间局(ESA)体系工程师克莱尔·帕菲特表明,树立杰出的通讯基础设施关于人类完结火星使命至关重要。

  太空游览的未来开展必定伴随着更好的通讯方法的呈现。那么,火星上或许有互联网吗?

  世界宇航联空间运送委员会副主席杨宇光在承受科技日报记者正常采访时表明,人类在本世纪是不或许殖民火星的,但有必要在这里树立永久驻留基地。根据这一条件,才要在火星上树立互联网。

  不过,在人们树立火星互联网之前,首先要了解火星上现有的通讯方法是怎么运作的。

  据美国《科学新闻》杂志网站介绍,地球与火星的许多通讯都是经过火星中继网络进行的。现在,在火星轨迹上运转的5个探测器组成了这个网络,它向火星地上使命发送指令,并从它们那里接纳科学数据。这5个探测器是美国国家航空航天局(NASA)的火星勘察轨迹飞行器、火星大气与挥发物演化探测器、火星奥德赛探测器和ESA的火星快车和微量气体轨迹飞行器。NASA将其描绘为“一支精心编列的舞蹈”。

  ESA现在正在讨论“火星通讯和导航基础设施”概念。假如持续推动,该项目将强化现在的中继网络,并开发一套与通讯和导航相关的有效载荷,可搭载在任何前往火星的飞行器上。一旦布置到轨迹上,这些有效载荷将充任节点,在火星上供给无线通讯。它们也可留在那里,供未来的使命运用。

  尽管传统的无线电频率足以满意低数据速率,但运用激光链路可在同一时间帧内传输10到100倍的数据。因为光波的频率更高,是无线电波的数十万倍,可包容更多的信息。因而,这种类型的光信号正是空间通讯的开展方向。

  “激光通讯是太空宽带所需的关键技能。”杨宇光介绍说,“激光通讯是一种运用激光光束进行信息传输的通讯技能,归于电磁波的一种。相关于传统的无线电波通讯,激光通讯具有许多优势。”

  详细而言,激光通讯的光波短,具有极高的频率,因而能完成更高的数据传输速率。激光通讯也能将光的能量高度集中在一个小的空间范围内,通讯时所需的能量比较来说较低,有助于下降通讯体系的能耗。激光束发散角小,使通讯信号能更精确地传输到方针地址。此外,相关于无线电波,激光通讯在大气层以外的真空环境中遭到的搅扰较少,体现更为安稳。

  NASA的“普赛克”号航天器于上一年10月升空,其间一个重要使命便是引进深空光通讯(DSOC)体系,测验激光通讯的可行性。DSOC不只代表着深空通讯才能的增强,并且代表着范式的改变,有望彻底改变深空使命。

  上一年11月中旬,“普赛克”号航天器从1600万公里的间隔向地球发送了数据。12月,它从3100万公里外发送了一段心爱猫咪的视频。这是NASA初次运用激光从深空传输视频。

  ESA也在探究长间隔光通讯。一项名为ScyLight的项目正在支撑光学和量子技能的研讨和开发,以完成安全、快速的太空数据通讯。

  杨宇光向记者描绘了其设想:未来,假如想在火星上网,那么应在地球轨迹和火星轨迹上别离设有一个大型中继站。两个中继站之间可运用激光通讯,而中继站与地球和火星之间则别离运用无线电通讯。

  杨宇光表明,当太阳运转到地球和火星之间时,因为太阳的电磁波谱很宽,必定会对地火通讯发生搅扰。到时,在日地拉格朗日L4、L5点设置两个中继站,可躲避太阳遮挡的问题。

  上一年6月,德国柏林工业大学的托比亚斯·普范策尔特和大卫·贝姆巴赫提出,环绕火星运转的卫星群可为这颗赤色星球供给分支互联网。

  拟议中的火星网络将类似于太空探究技能公司(SpaceX)运营的“星链”体系。在地球上,经过卫星掩盖宽带互联网和移动电话的本钱很高。但在火星上,这样的体系或许比在地球上树立一个巨大的网络更廉价、更简单。

  普范策尔特和贝姆巴赫运用边际核算推导出,由81颗环绕火星的低轨卫星组成的星座足以掩盖整个火星。它们将供给一个本地通讯体系,成为地球互联网的延伸。

来源: 开云体官网登录 | 阅读量: 1619次 | 发布时间:2024-02-24 06:18:22

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