آزمایش لیزری چین برای انتقال اطلاعات بین زمین و ماه

باشگاه خبرنگاران جوان؛ جواد فراهانی - لیزر‌ها می‌توانند داده‌ها را با سرعتی بیش از ارتباطات رادیویی سنتی منتقل کنند و همچنین کوچک‌تر و فشرده‌تر هستند. با این حال، هدایت پرتو در مسافتی بیش از ۴۰۰۰۰۰ کیلومتر بسیار چالش برانگیز است، زیرا حتی انحرافات جزئی در مدار می‌تواند باعث شود سیگنال نور کیلومتر‌ها از ایستگاه گیرنده زمینی منحرف شود.

مهندسان چینی یک سیستم هدایت هوشمند توسعه داده‌اند که تأخیر‌های مداری و چگالی جو را در نظر می‌گیرد و یک کانال ارتباطی پایدار با سرعت ۱ مگابیت در ثانیه از زمین و ۱۰۰ مگابیت در ثانیه از ماه را ممکن می‌سازد. این سرعت برای انتقال ویدیوها، تصاویر و داده‌های علمی به صورت بلادرنگ کافی است. این فناوری برای ماموریت‌های آینده ماه و ایجاد ایستگاه‌های دائمی ماه از اهمیت بالایی برخوردار است.

چگونه یک پرتو لیزر را به طور دقیق هدایت کنیم

شایان ذکر است که حتی کوچکترین لرزش فضاپیما یا حرکت طبیعی جو زمین می‌تواند هنگام انتقال داده‌ها در چنین فاصله وسیعی، بر جهت پرتو تأثیر بگذارد. حتی یک انحراف کوچک در ابزار نوری در مدار می‌تواند باعث شود پرتو یک کیلومتر کامل از ایستگاه زمینی گیرنده منحرف شود.

یانگ لی، محقق، گفت: برقراری ارتباط بین زمین و ماه مانند نخ کردن سوزن از فاصله هزار کیلومتری است. برای حل این چالش، مهندسان یک سیستم ردیابی هوشمند ایجاد کردند که تأخیر‌های مختلف مداری و چگالی جو را در نظر می‌گیرد تا ارتباط دقیق بین دو طرف را حفظ کند.

پس از طی این فاصله تا زمین، سیگنال بسیار ضعیف می‌شود و به صورت فوتون‌های منفرد و نادر می‌رسد. تلسکوپ‌های زمینی همچنین با تداخل قابل توجهی از نور ستارگان درخشان، مهتاب و حتی نور‌های شبانه شهر‌های بزرگ مواجه می‌شوند. در چنین شرایطی، گرفتن پالس مورد نظر شبیه تلاش برای شنیدن صدای افتادن سوزن در یک میدان پر سر و صدای شهر است.

برای حل این مشکل، فیزیکدانان چینی آشکارساز‌های تک فوتونی ابررسانا را به همراه الگوریتم‌های فیلترینگ ویژه برای تصفیه سیگنال مفید از نویز نوری نامربوط توسعه دادند.

فناوری جدید برای اکتشافات فضایی

نتایج آزمایش‌ها، امکان دستیابی به انتقال داده دو طرفه پایدار را نشان داد، به طوری که سرعت انتقال سیگنال از زمین بیش از ۱ مگابیت در ثانیه و سرعت دریافت داده از ماه به ۱۰۰ مگابیت در ثانیه برسد.

ایجاد این کانال ارتباطی پرسرعت برای ماموریت‌های سرنشین‌دار آینده و ساخت یک ایستگاه تحقیقاتی دائمی در ماه بسیار مهم است. این کریدور لیزری جدید همچنین امکان انتقال سریع و کارآمد مقادیر زیادی از داده‌های علمی، ویدیو‌های با کیفیت بالا و تصاویر با وضوح بالا را به زمین فراهم می‌کند.

منبع: naukatv.ru