Wie entwickelt sich die optische Fernkommunikation im Weltraum?

Ich erinnere mich, dass es einen Test der optischen Kommunikation und einige Datenübertragungen von der Mondumlaufbahn zur Erde gab, und ich denke, die ISS hat einen Film von der Erde hochgeladen (oder heruntergeladen ? was ist hier richtig?).

Damit das Internet auf dem Mars nicht zu teuer wird und um die Fähigkeiten des Deep Space Network (und hier und DSNnow hier ) zu erweitern, scheint optisch eine sehr wichtige Technologie für die nicht allzu ferne Zukunft zu sein.

Optische Freiraumkommunikation (keine Glasfaser) scheint nur für den Weltraum gemacht zu sein. Bei einer Wellenlänge in der Größenordnung von 1 Mikrometer statt 10 Zentimeter kann die Sendeantenne bei gleichem Gewinn im Durchmesser kleiner sein. Empfangsantennen können möglicherweise kleiner sein – im Grunde so etwas wie die Art von optischen Teleskopen, die sie jetzt für die Astrofotografie verwenden – aber das hängt von nahen hellen Lichtquellen und der Datenrate ab.

Waren diese Tests erfolgreich? Gab es andere Tests? Was kommt als nächstes ?

Screenshot(s) von Deep Space Network Now

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Antworten (2)

Das European Data Relay System hat kürzlich mit den Tests begonnen. Es dient dazu, Daten von erdumkreisenden Satelliten schnell auf den Boden zu bringen, ohne darauf warten zu müssen, dass der Satellit eine Basisstation passiert.

Behauptete Datenrate: „Bis zu 1800 Mbit/s“ und „Mindestens 50 TBytes/Tag“. (Hinweis: Ich sehe nicht, wie diese beiden Zahlen gleich sind.)

Hier ist der erste große Test: ein Bild , das von Sentinel 1A aufgenommen, per Laser an einen EDRS-Satelliten (im geostationären Orbit) gesendet und direkt zur Basisstation in Deutschland heruntergestrahlt wurde. ( Hochauflösende Version )

Der größte Vorteil von all dem ist, dass ein Sentinel-Satellit im erdnahen Orbit seine Informationen mit minimaler Verzögerung an die Basis weitergeben kann, selbst wenn er sich außerhalb der Sichtweite einer Basisstation befindet.

Hier ist ein Bild von einem der satellitengestützten Laserkommunikationsterminals:

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(Größere Version des Bildes hier verfügbar .)

Es gibt zwei gute Antworten, ich habe mich für diese entschieden, weil sie beschreibt, was gerade demonstriert wird. Machen Sie sich keine Sorgen über die Datenraten - vielleicht werden sie mehrere Wellenlängen verwenden (Fasern können 100 oder mehr verwenden) und sicherlich wurden letztes Jahr einige ausgefallene Modulationstechniken mit 10 Bit/s pro Hz demonstriert. Das Schöne an wirklich freiem Raum ist, dass es nicht die gleiche Nichtlinearität und Dispersion gibt, die selbst die beste Silikafaser hat. Dann gibt es lineare Polarisation und kreisförmige und optische Wirbel – es gibt Möglichkeiten, Pakete zu packen!
... Ich sage nicht, dass alles einfach ist, ich meine nur, mach dir jetzt keine Gedanken über die Mathematik.

Die Mondmission, die die optische Kommunikation testete, war LADEE . Das ISS-Programm, an das Sie denken, ist OPALS . Beide Tests waren erfolgreich, aber keiner war für den laufenden Betrieb gedacht. LADEE hat absichtlich den Mond beeinflusst, und das US-Orbitalsegment der ISS verwendet derzeit S- und Ku-Band-Funkkommunikation über TDRSS.

Die nächste vorgeschlagene Studie zur Laserkommunikation ist LCRD , die hofft, 2019 mit einer kommerziellen Nutzlast fliegen zu können.

Es besteht auch eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der nächste Mars-Orbiter optische Kommunikation verwendet. Die NASA ist seit mindestens 2008 an optischer Kommunikation für den Mars interessiert, wie in dieser Präsentation von Jim Schier, Chefarchitekt des Weltraumkommunikations- und Navigationsprogramms der NASA im NASA-Hauptquartier, gezeigt wird. Zuletzt ging im April 2016 eine Informationsanfrage bezüglich dieses bevorstehenden Mars-Orbiters aus, und die Auszeichnungen sollen diesen Juni herausgegeben werden, also bleiben Sie dran. Achten Sie bei den Gewinnervorschlägen auf Lasercomm, solarelektrischen Antrieb, eine hochauflösende Kamera und Bodenradar.

Groß! Vielen Dank für die Identifizierung der beiden vorherigen Demonstrationen. Es sieht so aus, als ob Sie sich hauptsächlich auf die NASA konzentrieren, es scheint ein paar weitere Weltraumagenturen "da draußen" zu geben, nur die terrestrischen zu zählen :) Veröffentlichen Sie die Ergebnisse hier formell oder spekulieren Sie nur?
Wie entwickelt sich die optische Fernkommunikation im Weltraum?
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