ડીપ સ્પેસ લેસર કોમ્યુનિકેશન રેકોર્ડ, કલ્પના માટે કેટલી જગ્યા?ભાગ એક

તાજેતરમાં, યુએસ સ્પિરિટ પ્રોબે 16 મિલિયન કિલોમીટર દૂર ગ્રાઉન્ડ ફેસિલિટી સાથે ડીપ સ્પેસ લેસર કમ્યુનિકેશન ટેસ્ટ પૂર્ણ કર્યો, એક નવો સ્પેસ ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન ડિસ્ટન્સ રેકોર્ડ બનાવ્યો. તો શું ફાયદા છેલેસર સંચાર? તકનીકી સિદ્ધાંતો અને મિશનની આવશ્યકતાઓના આધારે, તેને કઈ મુશ્કેલીઓ દૂર કરવાની જરૂર છે? ભવિષ્યમાં ઊંડા અવકાશ સંશોધનના ક્ષેત્રમાં તેની એપ્લિકેશનની સંભાવના શું છે?

તકનીકી પ્રગતિ, પડકારોથી ડરતા નથી
બ્રહ્માંડની શોધખોળ કરનારા અવકાશ સંશોધકો દરમિયાન ડીપ સ્પેસ એક્સપ્લોરેશન એ અત્યંત પડકારજનક કાર્ય છે. પ્રોબ્સે દૂરના તારાઓની અવકાશને પાર કરવાની, આત્યંતિક વાતાવરણ અને કઠોર પરિસ્થિતિઓને દૂર કરવાની, મૂલ્યવાન ડેટા પ્રાપ્ત કરવા અને ટ્રાન્સમિટ કરવાની જરૂર છે, અને સંચાર તકનીક મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

ની યોજનાકીય રેખાકૃતિડીપ સ્પેસ લેસર કમ્યુનિકેશનસ્પિરિટ સેટેલાઇટ પ્રોબ અને ગ્રાઉન્ડ ઓબ્ઝર્વેટરી વચ્ચે પ્રયોગ

ઑક્ટોબર 13 ના રોજ, સ્પિરિટ પ્રોબ લૉન્ચ કરવામાં આવી, જે ઓછામાં ઓછા આઠ વર્ષ ચાલશે તે સંશોધનની યાત્રા શરૂ કરી. મિશનની શરૂઆતમાં, તેણે પૃથ્વી પરની ટીમો સાથે ડેટા સંચાર કરવા માટે નજીકના-ઇન્ફ્રારેડ લેસર કોડિંગનો ઉપયોગ કરીને ડીપ-સ્પેસ લેસર કમ્યુનિકેશન ટેક્નોલોજીનું પરીક્ષણ કરવા માટે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં પાલોમર ઓબ્ઝર્વેટરી ખાતે હેલ ટેલિસ્કોપ સાથે કામ કર્યું હતું. આ માટે, ડિટેક્ટર અને તેના લેસર સંચાર સાધનોને ઓછામાં ઓછી ચાર પ્રકારની મુશ્કેલીઓ દૂર કરવી જરૂરી છે. અનુક્રમે, દૂરનું અંતર, સિગ્નલ એટેન્યુએશન અને હસ્તક્ષેપ, બેન્ડવિડ્થ મર્યાદા અને વિલંબ, ઉર્જા મર્યાદા અને ગરમીના વિસર્જનની સમસ્યાઓ ધ્યાનને પાત્ર છે. સંશોધકોએ આ મુશ્કેલીઓ માટે લાંબા સમયથી અપેક્ષા અને તૈયારી કરી છે, અને ઊંડી અવકાશ લેસર કમ્યુનિકેશન પ્રયોગો હાથ ધરવા માટે સ્પિરિટ પ્રોબ માટે સારી પાયો નાખતા ચાવીરૂપ ટેક્નોલોજીની શ્રેણીને તોડી નાખી છે.
સૌ પ્રથમ, સ્પિરિટ ડિટેક્ટર હાઇ-સ્પીડ ડેટા ટ્રાન્સમિશન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે, લેસર બીમને ટ્રાન્સમિશન માધ્યમ તરીકે પસંદ કરે છે,ઉચ્ચ-શક્તિ લેસરટ્રાન્સમીટર, ના ફાયદાઓનો ઉપયોગ કરીનેલેસર ટ્રાન્સમિશનદર અને ઉચ્ચ સ્થિરતા, ડીપ સ્પેસ એન્વાયર્નમેન્ટમાં લેસર કમ્યુનિકેશન લિંક્સ સ્થાપિત કરવાનો પ્રયાસ કરે છે.
બીજું, સંદેશાવ્યવહારની વિશ્વસનીયતા અને સ્થિરતાને સુધારવા માટે, સ્પિરિટ ડિટેક્ટર કાર્યક્ષમ કોડિંગ તકનીક અપનાવે છે, જે ડેટા કોડિંગને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને મર્યાદિત બેન્ડવિડ્થની અંદર ઉચ્ચ ડેટા ટ્રાન્સમિશન દર પ્રાપ્ત કરી શકે છે. તે જ સમયે, તે બીટ એરર રેટ ઘટાડી શકે છે અને ફોરવર્ડ એરર કરેક્શન કોડિંગની ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ડેટા ટ્રાન્સમિશનની ચોકસાઈમાં સુધારો કરી શકે છે.
ત્રીજું, બુદ્ધિશાળી સમયપત્રક અને નિયંત્રણ તકનીકની મદદથી, ચકાસણી સંચાર સંસાધનોના શ્રેષ્ઠ ઉપયોગની અનુભૂતિ કરે છે. ટેક્નોલોજી આપમેળે સંચાર પ્રોટોકોલ અને ટ્રાન્સમિશન રેટને કાર્યની જરૂરિયાતો અને સંચાર વાતાવરણમાં ફેરફાર અનુસાર સમાયોજિત કરી શકે છે, આમ મર્યાદિત ઉર્જા પરિસ્થિતિઓમાં શ્રેષ્ઠ સંચાર પરિણામોની ખાતરી કરે છે.
છેલ્લે, સિગ્નલ રિસેપ્શન ક્ષમતાને વધારવા માટે, સ્પિરિટ પ્રોબ મલ્ટી-બીમ રિસેપ્શન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે. આ ટેક્નોલોજી એરે બનાવવા માટે બહુવિધ રીસીવિંગ એન્ટેનાનો ઉપયોગ કરે છે, જે સિગ્નલની પ્રાપ્તિની સંવેદનશીલતા અને સ્થિરતાને વધારી શકે છે અને પછી જટિલ ડીપ સ્પેસ વાતાવરણમાં સ્થિર સંચાર જોડાણ જાળવી શકે છે.

ફાયદા સ્પષ્ટ છે, ગુપ્તમાં છુપાયેલા છે
બહારની દુનિયા શોધવી મુશ્કેલ નથી કેલેસરસ્પિરિટ પ્રોબના ડીપ સ્પેસ કોમ્યુનિકેશન ટેસ્ટનું મુખ્ય તત્વ છે, તો ડીપ સ્પેસ કોમ્યુનિકેશનની નોંધપાત્ર પ્રગતિમાં મદદ કરવા માટે લેસરના કયા ચોક્કસ ફાયદાઓ છે? શું છે રહસ્ય?
એક તરફ, ડીપ સ્પેસ એક્સ્પ્લોરેશન મિશન માટે જંગી ડેટા, ઉચ્ચ-રિઝોલ્યુશન ઇમેજ અને વીડિયોની વધતી જતી માંગને કારણે ડીપ સ્પેસ કોમ્યુનિકેશન્સ માટે ઉચ્ચ ડેટા ટ્રાન્સમિશન દરની જરૂર પડે છે. સંદેશાવ્યવહાર ટ્રાન્સમિશન અંતરના ચહેરામાં જે ઘણી વખત લાખો કિલોમીટરથી "પ્રારંભ" થાય છે, રેડિયો તરંગો ધીમે ધીમે "શક્તિહીન" હોય છે.
જ્યારે લેસર કમ્યુનિકેશન ફોટોન પરની માહિતીને એન્કોડ કરે છે, રેડિયો તરંગોની તુલનામાં, નજીકના-ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશ તરંગોમાં સાંકડી તરંગલંબાઇ અને ઉચ્ચ આવર્તન હોય છે, જે વધુ કાર્યક્ષમ અને સરળ માહિતી પ્રસારણ સાથે અવકાશી ડેટા "હાઇવે" બનાવવાનું શક્ય બનાવે છે. પ્રારંભિક લો-અર્થ ભ્રમણકક્ષા અવકાશ પ્રયોગોમાં આ બિંદુ પ્રાથમિક રીતે ચકાસવામાં આવ્યું છે. સંબંધિત અનુકૂલનશીલ પગલાં લીધા પછી અને વાતાવરણીય દખલને દૂર કર્યા પછી, લેસર કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમનો ડેટા ટ્રાન્સમિશન દર અગાઉના સંચાર માધ્યમો કરતા લગભગ 100 ગણો વધારે હતો.