Группа исследователей из Технологического университета Чалмерса в Швеции представила усовершенствованную систему оптической связи, раскрывающую новые перспективы для ускоренной космической коммуникации. Инновация базируется на использовании высокочувствительных приёмников и усилителей, которые позволяют передавать изображения, видео и данные с космических аппаратов обратно на Землю.
Оптические технологии становятся всё более востребованными в космических коммуникационных системах, так как они обеспечивают меньшие потери сигнала по сравнению с радиоволнами при дистанционной передаче данных. Тем не менее, свет тоже рассеивается на значительных расстояниях, что делает необходимым использование сверхчувствительных приёмников для улавливания ослабленных сигналов.
Научная группа из Чалмерса разработала оптическую систему связи с приёмником, уровень чувствительности которого выше, чем у ранее известных устройств при высоких скоростях передачи данных. «Наша новая система позволяет выполнять быструю и надёжную передачу данных на большие расстояния, что актуально, например, для передачи изображений высокого разрешения с Луны или Марса на Землю», — поясняет Питер Андрексон, профессор фотоники в Чалмерсе и один из ведущих авторов этого исследования.
Система основана на использовании оптического усилителя в приёмнике, который позволяет усиливать сигнал с минимальным уровнем шума, обеспечивая тем самым возможность повторного использования информации, содержащейся в сигнале. Совсем недавно команда продемонстрировала оптический усилитель без шумов, однако его применимость в оптических линиях связи была ограничена высокими требованиями к приемно-передающему оборудованию.
В обновлённой системе исследователи смогли на Земле генерировать две из трёх необходимых частот света для усиления без помех, тогда как передатчик производил только одну частоту. Это упрощение позволяет задействовать имеющиеся оптические передатчики, установленные на спутниках и зондовых аппаратах, наряду с усилителем на Земле.
«Оптический усилитель с фазовой чувствительностью позволяет избежать генерации дополнительных шумов, что положительно сказывается на чувствительности приёмника и обеспечивает безошибочную передачу информации даже при низкой мощности сигнала», — добавляет Расмус Ларссон, научный сотрудник в области фотоники в Чалмерсе и один из ведущих участников исследования.
Достижения исследовательской команды могут внести значительный вклад в решение проблемы передачи научных данных, актуальной для современных космических агентств. «NASA сталкивается с «узкими местами» в процессе обмена научной информацией, и наша система является важным шагом к практическому её решению», — считает Питер Андрексон.
Следующий этап — испытания новой системы оптической связи с интегрированным усилителем в реальных условиях на Земле, а затем тестирование в коммуникационных каналах между спутниками и Землёй.
Источник: iXBT
