ഡീപ് സ്പേസ് ലേസർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ റെക്കോർഡ്, ഭാവനയ്ക്ക് എത്ര ഇടം?ഭാഗം ഒന്ന്

അടുത്തിടെ, യുഎസ് സ്പിരിറ്റ് പ്രോബ് 16 ദശലക്ഷം കിലോമീറ്റർ അകലെയുള്ള ഗ്രൗണ്ട് സൗകര്യങ്ങളുള്ള ഒരു ഡീപ് സ്പേസ് ലേസർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ടെസ്റ്റ് പൂർത്തിയാക്കി, പുതിയ ബഹിരാകാശ ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ഡിസ്റ്റൻസ് റെക്കോർഡ് സ്ഥാപിച്ചു. അതുകൊണ്ട് എന്താണ് ഗുണങ്ങൾലേസർ ആശയവിനിമയം? സാങ്കേതിക തത്വങ്ങളും ദൗത്യ ആവശ്യകതകളും അടിസ്ഥാനമാക്കി, അത് മറികടക്കാൻ എന്ത് ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ ആവശ്യമാണ്? ഭാവിയിൽ ആഴത്തിലുള്ള ബഹിരാകാശ പര്യവേക്ഷണ മേഖലയിൽ അതിൻ്റെ പ്രയോഗത്തിൻ്റെ സാധ്യത എന്താണ്?

സാങ്കേതിക മുന്നേറ്റങ്ങൾ, വെല്ലുവിളികളെ ഭയപ്പെടുന്നില്ല
പ്രപഞ്ചത്തെ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്ന ബഹിരാകാശ ഗവേഷകരുടെ ഗതിയിൽ ആഴത്തിലുള്ള ബഹിരാകാശ പര്യവേക്ഷണം വളരെ വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞ ഒരു ദൗത്യമാണ്. പേടകങ്ങൾക്ക് വിദൂര നക്ഷത്രാന്തര ബഹിരാകാശത്തെ മറികടക്കേണ്ടതുണ്ട്, അങ്ങേയറ്റത്തെ പരിതസ്ഥിതികളെയും കഠിനമായ സാഹചര്യങ്ങളെയും തരണം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്, മൂല്യവത്തായ ഡാറ്റ നേടുകയും കൈമാറുകയും വേണം, ആശയവിനിമയ സാങ്കേതികവിദ്യ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.

സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രംഡീപ് സ്പേസ് ലേസർ ആശയവിനിമയംസ്പിരിറ്റ് സാറ്റലൈറ്റ് പ്രോബും ഗ്രൗണ്ട് ഒബ്സർവേറ്ററിയും തമ്മിലുള്ള പരീക്ഷണം

ഒക്ടോബർ 13 ന്, സ്പിരിറ്റ് പ്രോബ് വിക്ഷേപിച്ചു, കുറഞ്ഞത് എട്ട് വർഷമെങ്കിലും നീണ്ടുനിൽക്കുന്ന ഒരു പര്യവേക്ഷണ യാത്ര ആരംഭിച്ചു. ദൗത്യത്തിൻ്റെ തുടക്കത്തിൽ, ഡീപ്-സ്‌പേസ് ലേസർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ടെക്‌നോളജി പരീക്ഷിക്കാൻ യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ പലോമർ ഒബ്‌സർവേറ്ററിയിലെ ഹെയ്ൽ ടെലിസ്‌കോപ്പുമായി ചേർന്ന് പ്രവർത്തിച്ചു, ഭൂമിയിലെ ടീമുകളുമായി ഡാറ്റ ആശയവിനിമയം നടത്താൻ ഇൻഫ്രാറെഡ് ലേസർ കോഡിംഗ് ഉപയോഗിച്ചു. ഇതിനായി, ഡിറ്റക്ടറും അതിൻ്റെ ലേസർ ആശയവിനിമയ ഉപകരണങ്ങളും കുറഞ്ഞത് നാല് തരത്തിലുള്ള ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ മറികടക്കേണ്ടതുണ്ട്. യഥാക്രമം, വിദൂര ദൂരം, സിഗ്നൽ അറ്റന്യൂവേഷനും ഇടപെടലും, ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് പരിമിതിയും കാലതാമസവും, ഊർജ്ജ പരിമിതി, താപ വിസർജ്ജന പ്രശ്നങ്ങൾ എന്നിവ ശ്രദ്ധ അർഹിക്കുന്നു. ഗവേഷകർ ഈ ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ വളരെക്കാലമായി മുൻകൂട്ടി കാണുകയും അതിനായി തയ്യാറെടുക്കുകയും ചെയ്തു, കൂടാതെ പ്രധാന സാങ്കേതിക വിദ്യകളുടെ ഒരു പരമ്പര തകർത്തു, ആഴത്തിലുള്ള ബഹിരാകാശ ലേസർ ആശയവിനിമയ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്താൻ സ്പിരിറ്റ് പ്രോബിന് നല്ല അടിത്തറയിട്ടു.
ഒന്നാമതായി, സ്പിരിറ്റ് ഡിറ്റക്ടർ ഹൈ-സ്പീഡ് ഡാറ്റ ട്രാൻസ്മിഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ട്രാൻസ്മിഷൻ മീഡിയമായി തിരഞ്ഞെടുത്ത ലേസർ ബീം, സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.ഉയർന്ന പവർ ലേസർട്രാൻസ്മിറ്റർ, പ്രയോജനങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച്ലേസർ ട്രാൻസ്മിഷൻനിരക്കും ഉയർന്ന സ്ഥിരതയും, ആഴത്തിലുള്ള ബഹിരാകാശ പരിതസ്ഥിതിയിൽ ലേസർ ആശയവിനിമയ ലിങ്കുകൾ സ്ഥാപിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു.
രണ്ടാമതായി, ആശയവിനിമയത്തിൻ്റെ വിശ്വാസ്യതയും സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി, സ്പിരിറ്റ് ഡിറ്റക്ടർ കാര്യക്ഷമമായ കോഡിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ സ്വീകരിക്കുന്നു, ഇത് ഡാറ്റാ കോഡിംഗ് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തുകൊണ്ട് പരിമിതമായ ബാൻഡ്‌വിഡ്‌ത്തിൽ ഉയർന്ന ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷൻ നിരക്ക് കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. അതേസമയം, ഫോർവേഡ് പിശക് തിരുത്തൽ കോഡിംഗിൻ്റെ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് ബിറ്റ് പിശക് നിരക്ക് കുറയ്ക്കാനും ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷൻ്റെ കൃത്യത മെച്ചപ്പെടുത്താനും ഇതിന് കഴിയും.
മൂന്നാമതായി, ഇൻ്റലിജൻ്റ് ഷെഡ്യൂളിംഗിൻ്റെയും നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും സഹായത്തോടെ, ആശയവിനിമയ വിഭവങ്ങളുടെ ഒപ്റ്റിമൽ വിനിയോഗം അന്വേഷണം തിരിച്ചറിയുന്നു. ടാസ്‌ക് ആവശ്യകതകളിലെയും ആശയവിനിമയ അന്തരീക്ഷത്തിലെയും മാറ്റങ്ങൾ അനുസരിച്ച് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ആശയവിനിമയ പ്രോട്ടോക്കോളുകളും ട്രാൻസ്മിഷൻ നിരക്കുകളും സ്വയമേവ ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയും, അങ്ങനെ പരിമിതമായ ഊർജ്ജ സാഹചര്യങ്ങളിൽ മികച്ച ആശയവിനിമയ ഫലങ്ങൾ ഉറപ്പാക്കുന്നു.
അവസാനമായി, സിഗ്നൽ റിസപ്ഷൻ ശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, സ്പിരിറ്റ് പ്രോബ് മൾട്ടി-ബീം റിസപ്ഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഒരു അറേ രൂപീകരിക്കുന്നതിന് ഒന്നിലധികം സ്വീകരിക്കുന്ന ആൻ്റിനകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് സിഗ്നലിൻ്റെ സ്വീകരിക്കുന്ന സംവേദനക്ഷമതയും സ്ഥിരതയും വർദ്ധിപ്പിക്കും, തുടർന്ന് സങ്കീർണ്ണമായ ആഴത്തിലുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിൽ സ്ഥിരമായ ആശയവിനിമയ ബന്ധം നിലനിർത്താനും കഴിയും.

ഗുണങ്ങൾ വ്യക്തമാണ്, രഹസ്യത്തിൽ മറഞ്ഞിരിക്കുന്നു
പുറംലോകത്തിന് അത് കണ്ടെത്താൻ പ്രയാസമില്ലലേസർസ്പിരിറ്റ് പ്രോബിൻ്റെ ഡീപ് സ്‌പേസ് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ടെസ്റ്റിൻ്റെ പ്രധാന ഘടകമാണ്, അതിനാൽ ആഴത്തിലുള്ള ബഹിരാകാശ ആശയവിനിമയത്തിൻ്റെ ഗണ്യമായ പുരോഗതിയെ സഹായിക്കുന്നതിന് ലേസറിന് എന്ത് പ്രത്യേക ഗുണങ്ങളുണ്ട്? എന്താണ് നിഗൂഢത?
ഒരു വശത്ത്, ആഴത്തിലുള്ള ബഹിരാകാശ പര്യവേക്ഷണ ദൗത്യങ്ങൾക്കായി വൻതോതിലുള്ള ഡാറ്റ, ഉയർന്ന മിഴിവുള്ള ചിത്രങ്ങൾ, വീഡിയോകൾ എന്നിവയുടെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഡിമാൻഡ് ആഴത്തിലുള്ള ബഹിരാകാശ ആശയവിനിമയങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷൻ നിരക്കുകൾ ആവശ്യമായി വരും. ദശലക്ഷക്കണക്കിന് കിലോമീറ്ററുകൾ കൊണ്ട് പലപ്പോഴും "ആരംഭിക്കുന്ന" ആശയവിനിമയ പ്രക്ഷേപണ ദൂരത്തിൻ്റെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ, റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ ക്രമേണ "ശക്തിയില്ലാത്തതാണ്".
റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ലേസർ ആശയവിനിമയം ഫോട്ടോണുകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ എൻകോഡ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ഇൻഫ്രാറെഡ് പ്രകാശ തരംഗങ്ങൾക്ക് ഇടുങ്ങിയ തരംഗദൈർഘ്യവും ഉയർന്ന ആവൃത്തിയും ഉണ്ട്, ഇത് കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവും സുഗമവുമായ വിവര കൈമാറ്റത്തോടെ ഒരു സ്പേഷ്യൽ ഡാറ്റ "ഹൈവേ" നിർമ്മിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു. ലോ-എർത്ത് ഓർബിറ്റ് ബഹിരാകാശ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഈ പോയിൻ്റ് പ്രാഥമികമായി സ്ഥിരീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്. പ്രസക്തമായ അഡാപ്റ്റീവ് നടപടികൾ സ്വീകരിച്ച് അന്തരീക്ഷ ഇടപെടലിനെ അതിജീവിച്ച ശേഷം, ലേസർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷൻ നിരക്ക് മുമ്പത്തെ ആശയവിനിമയ മാർഗങ്ങളേക്കാൾ 100 മടങ്ങ് കൂടുതലായിരുന്നു.