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

તાજેતરમાં, યુએસ સ્પિરિટ પ્રોબે 16 મિલિયન કિલોમીટર દૂર જમીન સુવિધાઓ સાથે ડીપ સ્પેસ લેસર કોમ્યુનિકેશન પરીક્ષણ પૂર્ણ કર્યું, જેનાથી એક નવો સ્પેસ ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન અંતર રેકોર્ડ સ્થાપિત થયો. તો તેના ફાયદા શું છે?લેસર સંચાર? ટેકનિકલ સિદ્ધાંતો અને મિશનની જરૂરિયાતોના આધારે, તેને કઈ મુશ્કેલીઓ દૂર કરવાની જરૂર છે? ભવિષ્યમાં ઊંડા અવકાશ સંશોધનના ક્ષેત્રમાં તેના ઉપયોગની સંભાવના શું છે?

ટેકનોલોજીકલ પ્રગતિ, પડકારોથી ડરવાની જરૂર નથી
બ્રહ્માંડનું અન્વેષણ કરતા અવકાશ સંશોધકો માટે ઊંડા અવકાશ સંશોધન એ અત્યંત પડકારજનક કાર્ય છે. પ્રોબ્સને દૂરના તારાઓ વચ્ચેના અવકાશને પાર કરવાની, આત્યંતિક વાતાવરણ અને કઠોર પરિસ્થિતિઓને પાર કરવાની, મૂલ્યવાન ડેટા મેળવવાની અને ટ્રાન્સમિટ કરવાની જરૂર છે, અને સંચાર તકનીક મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

નું યોજનાકીય આકૃતિડીપ સ્પેસ લેસર કોમ્યુનિકેશનસ્પિરિટ સેટેલાઇટ પ્રોબ અને ગ્રાઉન્ડ વેધશાળા વચ્ચેનો પ્રયોગ

૧૩ ઓક્ટોબરના રોજ, સ્પિરિટ પ્રોબ લોન્ચ થયું, જે ઓછામાં ઓછા આઠ વર્ષ સુધી ચાલનારી શોધની સફર શરૂ કરશે. મિશનની શરૂઆતમાં, તેણે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં પાલોમર ઓબ્ઝર્વેટરીમાં હેલ ટેલિસ્કોપ સાથે મળીને ડીપ-સ્પેસ લેસર કોમ્યુનિકેશન ટેકનોલોજીનું પરીક્ષણ કર્યું, જેમાં પૃથ્વી પરની ટીમો સાથે ડેટાનો સંચાર કરવા માટે નજીકના ઇન્ફ્રારેડ લેસર કોડિંગનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો. આ માટે, ડિટેક્ટર અને તેના લેસર કોમ્યુનિકેશન સાધનોને ઓછામાં ઓછી ચાર પ્રકારની મુશ્કેલીઓ દૂર કરવાની જરૂર છે. અનુક્રમે, દૂરનું અંતર, સિગ્નલ એટેન્યુએશન અને હસ્તક્ષેપ, બેન્ડવિડ્થ મર્યાદા અને વિલંબ, ઉર્જા મર્યાદા અને ગરમીના વિસર્જનની સમસ્યાઓ ધ્યાન આપવાને પાત્ર છે. સંશોધકોએ લાંબા સમયથી આ મુશ્કેલીઓની અપેક્ષા રાખી છે અને તેની તૈયારી કરી છે, અને મુખ્ય તકનીકોની શ્રેણી તોડી નાખી છે, જે ડીપ સ્પેસ લેસર કોમ્યુનિકેશન પ્રયોગો હાથ ધરવા માટે સ્પિરિટ પ્રોબ માટે સારો પાયો નાખે છે.
સૌ પ્રથમ, સ્પિરિટ ડિટેક્ટર હાઇ-સ્પીડ ડેટા ટ્રાન્સમિશન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે, ટ્રાન્સમિશન માધ્યમ તરીકે લેસર બીમ પસંદ કરે છે, જેઉચ્ચ-શક્તિ લેસરટ્રાન્સમીટર, ના ફાયદાઓનો ઉપયોગ કરીનેલેસર ટ્રાન્સમિશનદર અને ઉચ્ચ સ્થિરતા, ઊંડા અવકાશ વાતાવરણમાં લેસર સંચાર લિંક્સ સ્થાપિત કરવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે.
બીજું, સંદેશાવ્યવહારની વિશ્વસનીયતા અને સ્થિરતા સુધારવા માટે, સ્પિરિટ ડિટેક્ટર કાર્યક્ષમ કોડિંગ ટેકનોલોજી અપનાવે છે, જે ડેટા કોડિંગને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને મર્યાદિત બેન્ડવિડ્થમાં ઉચ્ચ ડેટા ટ્રાન્સમિશન દર પ્રાપ્ત કરી શકે છે. તે જ સમયે, તે ફોરવર્ડ એરર કરેક્શન કોડિંગની ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને બીટ એરર રેટ ઘટાડી શકે છે અને ડેટા ટ્રાન્સમિશનની ચોકસાઈમાં સુધારો કરી શકે છે.
ત્રીજું, બુદ્ધિશાળી સમયપત્રક અને નિયંત્રણ તકનીકની મદદથી, પ્રોબ સંદેશાવ્યવહાર સંસાધનોના શ્રેષ્ઠ ઉપયોગને અનુભવે છે. આ તકનીક કાર્ય જરૂરિયાતો અને સંદેશાવ્યવહાર વાતાવરણમાં ફેરફાર અનુસાર સંદેશાવ્યવહાર પ્રોટોકોલ અને ટ્રાન્સમિશન દરોને આપમેળે સમાયોજિત કરી શકે છે, આમ મર્યાદિત ઉર્જા પરિસ્થિતિઓમાં શ્રેષ્ઠ સંદેશાવ્યવહાર પરિણામોની ખાતરી કરે છે.
છેલ્લે, સિગ્નલ રિસેપ્શન ક્ષમતા વધારવા માટે, સ્પિરિટ પ્રોબ મલ્ટી-બીમ રિસેપ્શન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે. આ ટેકનોલોજી એક એરે બનાવવા માટે બહુવિધ રીસીવિંગ એન્ટેનાનો ઉપયોગ કરે છે, જે સિગ્નલની રીસીવિંગ સંવેદનશીલતા અને સ્થિરતાને વધારી શકે છે, અને પછી જટિલ ડીપ સ્પેસ વાતાવરણમાં સ્થિર સંચાર જોડાણ જાળવી શકે છે.

ફાયદા સ્પષ્ટ છે, રહસ્યમાં 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 ફાયદા છે? રહસ્ય શું છે?
એક તરફ, ઊંડા અવકાશ સંશોધન મિશન માટે વિશાળ ડેટા, ઉચ્ચ-રિઝોલ્યુશન છબીઓ અને વિડિઓઝની વધતી માંગને કારણે ઊંડા અવકાશ સંદેશાવ્યવહાર માટે ઉચ્ચ ડેટા ટ્રાન્સમિશન દરની જરૂર પડશે. લાખો કિલોમીટરથી "શરૂઆત" થતા સંદેશાવ્યવહાર ટ્રાન્સમિશન અંતરની સામે, રેડિયો તરંગો ધીમે ધીમે "શક્તિહીન" થઈ જાય છે.
જ્યારે લેસર કોમ્યુનિકેશન રેડિયો તરંગોની તુલનામાં ફોટોન પર માહિતીને એન્કોડ કરે છે, ત્યારે નજીકના ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશ તરંગોમાં સાંકડી તરંગલંબાઇ અને ઉચ્ચ આવર્તન હોય છે, જેના કારણે વધુ કાર્યક્ષમ અને સરળ માહિતી પ્રસારણ સાથે અવકાશી ડેટા "હાઇવે" બનાવવાનું શક્ય બને છે. પ્રારંભિક લો-અર્થ ઓર્બિટ અવકાશ પ્રયોગોમાં આ બિંદુની પ્રાથમિક ચકાસણી કરવામાં આવી છે. સંબંધિત અનુકૂલનશીલ પગલાં લીધા પછી અને વાતાવરણીય દખલગીરીને દૂર કર્યા પછી, લેસર કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમનો ડેટા ટ્રાન્સમિશન દર એક સમયે અગાઉના સંચાર માધ્યમો કરતા લગભગ 100 ગણો વધારે હતો.