Лого Сделано у нас
88

Состоялась передача по лазерному каналу реальной научной информации

 

25 января 2013 г. впервые в мировой практике прикладной космонавтики состоялась передача по лазерному каналу реальной научной информации, подготовленной российскими космонавтами на борту Международной космической станции. Информация передавалась через атмосферу Земли в дуплексном режиме со скоростью 125 Мбит/с от бортового лазерного терминала и 3 Мбит/с от наземного лазерного терминала. В состав архива данных рабочей информации, подготовленной экипажем МКС, входили снимки Земли из космоса и телеметрия. Архив данных объемом 400 Мбайт передан полностью и без ошибок.

читать полностью

  • 0
    Нет аватара checkpoint
    30.01.1301:08:21
    Лазерные линии связи действительно давно и широко используются над поверхность Земли, и даже с бОльшими скоростями передачи данных. Но, все они представляют из себя стационарные (релейные) линии связи. Что касается эксперимента проведенного Роскосмосом, то он действительно уникален. В статье почему-то неупомянут ни один из следующих существенных ньюансовю. МКС это НЕ геостационарный спутник, т.е МКС находится в постоянном движении относительно поверхности Земли. Во-первых, попасть лазерным пятном (диаметр которого составляет несколько метров) с поверхности Земли в МКС, расстояние до которой более 300км - задача сама по себе не простая. Во-вторых, излучатель и приемник на обоих сторонах линка нужно постоянно корректировать (поворачивать), причем с переменной угловой скоростью, что бы удаленная сторона всегда покрывалась лазерным пятном. Т.е. нужно непрерывно "следить" за удаленной станцией (МКС следит за наземной ЛРЛС, а наземная - за МКС). И втретьих - линейная скорость движения МКС столь велика, что для нее очень сильно сказывается доплеровский эффект - удлинение или украчивание длины волны, который нужно компенсировать сложными DSP алгоритмами. Для того, что бы решить эти проблемы, необходимо изготовить очень точное, прецизионное, оборудование позволяющее контролировать угол с погрешностью не более 0.01 градус, изготовить точную электронику и написать весьма мудрёное программное обеспечение. Собственно говоря, всё это должно было быть изложено в статье изначально, но так как этого нет, то данный пост заслуживате жирный минус!
    • 0
      Нет аватара AN2
      30.01.1306:17:46
      Посмею скорректировать ваш пост, судя по схеме передача на землю от МКС идет через геостационарный спутник - ретранслятор, поэтому таких сложных систем контроля перемещения МКС с земли не нужны.
      • 0
        Zveruga Zveruga
        30.01.1309:29:05
        Тогда МКС должен следить за геостационарным спутником, а спутник за перемещающейся МКС.
        • 0
          Нет аватара AN2
          30.01.1309:40:19
          Да но угловые скорости у них поменьше
          • 0
            Нет аватара checkpoint
            30.01.1313:41:00
            Но расстояние до геостационарного спутника на два порядка больше (36000км). Макс отклонение угла можно посчитать как arcsin(диаметр_пятна / расстояние), что дает нам порядка 1.6E-4 угла. Помоему проще "следить" за точкой на поверхности Земли.
            Отредактировано: checkpoint~13:44 30.01.13
            • 0
              Нет аватара Peter_Tsk
              30.01.1315:12:39
              у меня, при 'пятне' c D=10м (в районе приёмника, а сам приёмник принял точечным) получилось ~1.6Е-5 град., - т.е. требования к точности наведения ещё 'круче'...
              Отредактировано: Peter_Tsk~15:13 30.01.13
          • 0
            Нет аватара Peter_Tsk
            30.01.1314:06:34
            AN2: "Да но угловые скорости у них поменьше", - плюс и сами углы наведения меньше: a=~18,2 град. (это верно как минимум для приемо-передающей аппаратуры КА на ГСО). a(град) = 2 x arcсtg(H/[R+h]), где: R(Земли) = 6'378 км (по экватору), h(МКС) = ~370 км; H(ГСО) = ~36 тыс. км от поверхности Земли, а от центра Земли ~42'164 км. МКС совершает оборот за ~90 мин., значит угловая скорость будет около 18 град./45 мин. т.е. ~0,007 град/сек, но это очень грубо, т.к. видимая угловая скорость будет сильно меняться от края диска (~0 град/сек, минимальная) к центру (~0,012 град/сек, максимальная) и опять станет минимальной у противоположенного края диска Земли. + (теоретически) спутник на низкой орбите будет виден более половины витка с одного спутника находящегося на ГСО. Но потребные мощности больше [?], ведь 'светить' надо до ГСО, правда и поглощения/рассеивания атмосферой Земли нет, кхм... + требования к фокусировке и точности наведения на спутник-приёмник выше. P.S. Пока писал checkpoint уже отметился    P.S.2. Исправил свой ляп: либо L/D, либо L/R и тогда 2xarcctg(a), + учёл, что H(ГСО)=36 тыс. км. от поверхности Земли, а от центра ~42'164 км, со всеми вытекающими...    
            Отредактировано: Peter_Tsk~20:09 30.01.13
      • 0
        Нет аватара checkpoint
        30.01.1313:44:07
        В этом случае наземной станции все равно нужно "следить" за МКС, так как наземная станция своим пятном должна попасть в МКС в процессе передачи.
    • 0
      Нет аватара Peter_Tsk
      30.01.1313:42:27
      checkpoint, - спасибо за разъяснения! Хоть всё изложенное вами кажется очевидным (ИМХО) после прочтения, но человеку, не занимающемуся этой (или родственной) темой, сложно сразу (самостоятельно) сообразить "в чём тут цимус". А так становится понятно, что тут было "впервые в мировой практике"... По поводу "жирного минуса", - тут скорей претензии к Федеральному Космическому Агентству, новость в таком виде (1 к 1) опубликована у них на сайте... P.S. Жаль, что нельзя плюсовать/минусовать конкретный коммент. Я бы вам плюсик добавил. P.S.2. Ох уж это 'коварное' слово "впервые": "не имеющий аналогов в мире", "впервые в мировой практике"... очень часто новости с такими оборотами, при более тщательном рассмотрении, оказываются... к-хм, ... оказываются (скажем так) не совсем точными...    
      Отредактировано: Peter_Tsk~13:52 30.01.13
      • 0
        Нет аватара checkpoint
        30.01.1314:04:30
        Кстати, судя по всему, схема приведенная на рисунке - правильная! Как минимум по двум причинам. Во-первых, как заметил AN2, угловые скорости между МКС и геостационарным спутником в разы меньше, т.е. корректировать проще. Во-вторых, земная атмосфера очень плотаная и очень сильно рассеивает когерентное излучение, т.е. что бы доставить сигнал на орбиту (или с неё) потребуется очень мощные лазерные установки, чего на МКС вряд ли присутствует. В этом смысле, передача сигнала лазером очень эффективна только в открытом космосе, где почти отсутствует рассеивание и, теоритически, требует меньших энергозатрат (вся энергия излучается в пятне, а не радиально). А вот доставка сигнала на поверхность Земли или с неё все таки проще и эффективнее обычным радио. Что мы и видим на приведенном рисунке. Тут еще что хотелось бы отметить. Имея всего три геостационарных ретранслятора полностью избавляет нас от проблемы, когда МКС (или иной низкоорбитальный КА) находится в "тени", т.е. на другой стороне планеты и не достижима для нашего ЦУП. Надеюсь, все помнят про проблему связи с Фобос-грунтом ? И еще. Сигнал в лазерном канале практически нельзя подслушать, так как он только между двумя точками, в отличае от радио.
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,