Космические оптические коммуникации

06.10.2017

То, что наибольшие по объёму и скорости потоки информации на Земле передаются с помощью света, уже никого не удивляет. Волоконно-оптические линии связи широко используются во всём мире, обеспечивая высокоскоростные интернет коммуникации. В воздухе и в космосе для передачи информации традиционно используется радиосвязь, которая обеспечивает передачу меньших по объёму и скорости потоков информации по сравнению с оптической связью, но в существенно меньшей степени зависит от состояния атмосферы (облаков, пыли, турбулентности, и т.д.). Тем не менее, космическая радиосвязь зависит от множества других факторов: дальности, мощности передатчика, размеров бортовой и наземной антенн, длины волны, качества приемопередающей электроники, помех, шумов, поглощения сигнала в окружающей среде и даже от скорости движения космического аппарата.

Возможность реализации существенно более высокоскоростной связи с помощью лазерных лучей стимулирует поиск подходов и решений для высокоскоростной оптической связи в космосе. Кроме более высокой скорости передачи информации космические оптические линии связи имеют следующие ключевые преимущества:

- узкая диаграмма направленности излучения (единицы угловых секунд);

- возможность использования передатчиков меньшей мощности для передачи информации на заданное расстояние;

- высокая пространственная развязка разных оптических линий связи между собой, возможность многократного одновременного использования одного и того же частотного диапазона;
 
 
Второй существенной проблемой применения оптической связи в космосе является необходимость высокоточного наведения луча - малая расходимость оптического излучения требует точного наведения источника излучения на приёмник излучения. Однако перспективы значительного увеличения потоков информации в космосе заставляют разработчиков искать решения преодоления проблем, связанных с непрозрачностью атмосферы и необходимостью высокоточного наведения лазерного луча. Для решения первой проблемы предлагается использовать группировку спутников, внутри которой передача информация осуществляется с помощью лазерных лучей, а сеансы связи "Земля-спутник" реализуются с помощью нескольких наземных станций, расположенных там, где наибольшее число безоблачных дней в году. Среднегодовая доступность такой сети, которая определяется вероятностью того, что хотя бы одна станция не закрыта облаками и доступна для обмена информацией, может составлять 99,9%. Решение второй проблемы предполагает разработку прецизионных быстродействующих систем управления ориентацией и стабилизации положения спутников. 
 
 
 
 

Вернуться к списку анонсов