Objavljeno: 9.9.2013 12:00

NASA razvija vesoljski širokopasovni internet z laserji

V vesolje pošiljamo nadvse napredne satelite, roverje in znanstvene instrumente, ki merijo najrazličnejše parametre, a en del vseh teh naprav ostaja enak. Komunikacija z Zemljo se izvaja prek radijskih valov, ki sicer potujejo precej daleč, a so omejeni z nizko prepustnostjo. Zato NASA razvija nov sistem komunikacij, ki se imenuje LLST (Lunar Lasercom Space Terminal), s katerim želijo v prihodnjem desetletju povečati pasovno širino komunikacije po vesolju za več velikostnih razredov.

Fizika je namreč neizprosna. Elektromagnetni signal v trirazsežnem svetu pada s kvadratom razdalje in temu se težko izognemo. Ena možnost so laserji, ki svetlobo pošiljajo usmerjeno, tako da ne leti v vse smeri, ampak le tja, kamor jo hočemo. Druga fizikalna omejitev pa je frekvenca elektromagnetnega valovanja, saj lahko z dolgimi valovi (na primer radijski valovi) prenesemo le malo informacij, s kratkimi (recimo vidna svetlobna) pa precej več. Na Zemlji nas sicer zvijajo še druge fizikalne lastnosti valovanj, kot so uklon, odboj in lom, tako da lahko dolge valove lovimo tudi za ovirami in se celo odbijajo od zgornjih plasti atmosfere nazaj proti površju, kratki valovi pa teh prednosti nimajo. (Zdaj veste, zakaj ne vidite za ovinek, radijske valove pa sprejemnik lovi tudi, če anteni nista v vidni črti.) Dodatni problemi pri vesoljski komunikaciji, recimo z roverji na Marsu, so termične motnje zaradi Sonca, tako da je komunikacija praktično nemogoča, ko sta Mars in Zemlja na nasprotnih straneh Sonca. Pri komunikaciji z Luno sicer teh težav ni toliko. V številkah: komunikacija z Marsom je v velikostnem razredu 0,1-10 kB/s. (tehnične podrobnosti  o komunikaciji z Marsom: http://www.astrosurf.com/luxorion/qsl-mars-communication3.htm)

Kaj pripravlja NASA? LLST sestavljajo trije deli: optični modul, ki je v bistvu 10-centimetrski teleskop, modemski modul za moduliranje in demoduliranje (odtod ime) komunikacije v elektromagnetno valovanje ("svetloba") z laserjem ter krmilna elektronika. LLST so naložili na LADEE (Lunar Atmosphere and dust Environment Explorer), ki so ga proti Mesecu izstrelili ta vikend in bo tja pripotoval čez kakšen mesec. Tam bo tri mesece krožil v orbiti in analiziral sestavo Lunine eksosfere (do nerazpoznavnosti stanjšane atmosfere), mimogrede pa bodo preizkusili še LLST. S tem sistemom bo mogoče dvosmerno komunicirati do razdalje 400.000 kilometrov, kar je približno desetkrat dlje kot doslej (enosmerna komunikacija praktično nima omejitev, saj še vedno dobivamo podatke z Voyagerjev, čeprav sta že na meji Osončja blizu heliopavze). LLST bo dosegal hitrost do 622 Mb/s proti Zemlji in 20 Mb/s nazaj, kar je že sedaj šestkrat več od najzmogljivejših radijskih komunikacijskih sistemov.

S tem se odpirajo možnosti za širokopasovni internet prek satelitov. Ti sicer že dandanes zmorejo več deset megabitov, a to je bistveno premalo, da bi imel posamezni uporabnik prek satelita hitrosti, primerljive z optiko na Zemlji. Obstaja pa težava, ki je nerešljiva zaradi same fizike. Zamik (lag, kar merite z ukazom ping) zaradi končne svetlobne hitrosti ostaja in ga ne more odpraviti nobena izboljšava. Za prenos znanstvenih podatkov iz vesolja to ni ovira, za žive konference z lunarnimi bazami ali samo ljudmi na drugi strani Zemlje je precej neprijetno, za igranje nekaterih iger prek interneta pa popolnoma neuporabno.

 

http://esc.gsfc.nasa.gov/267/271/334.html

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?reload=true&arnumber=5226852

Več novic

Naroči se na redna tedenska ali mesečna obvestila o novih prispevkih na naši spletni strani!

Komentarji

Vlajke | 9.9.2013 | 13:55

Super prispevek! Imam pa dve manjši pripombi. Na začetku drugega odstavka je prav opredelit, da s kvadratom razdalje pada elektromagnetni signal. Da ne bi bilo zmede, ko bi kdo pomislil, da pada vsak signal po tem pravilu. Pri drugi pripombi se pa sicer lahko motim, ampak mislim, da laserska svetloba, ki bo uporabljena za komunikacijo, verjetno ne bo v vidnem spektru. Vidni spekter svetlobe namreč (vsaj pri komunikaciji v optičnih kablih) ni optimalen za komunikacijo preko velikih razdalj.

mhus | 9.9.2013 | 14:45

Res je! Vidna svetloba je bilo malo nerodno (netočno) napisano, ker si pod pojmom laser navedno predstavljamo rdeči laser, čeprav seveda modulacija za prenos podatkov uporablja druge valovne dolžine. Glede kvadrata razdalje pa - seveda gre za EMV, saj je cel prispevek o tem. Dopolnjeno:)

Komentirajo lahko le prijavljeni uporabniki

Najbolj brano

  • V ZDA bodo retroaktivno prepovedali DJI-jeve letalnike

    Ameriška Zvezna komisija za telekomunikacija (FCC) je sprejela sila nenavadno odločitev in za nazaj prepovedala uporabo naprav, ki jih je že odobrila in sprostila njihov uvoz v ZDA. Odločitev, da to smejo storiti, so sprejeli s tremi glasovi za in nobenim proti. Uperjena je proti kitajskemu proizvajalcu letalnikov DJI.

    Objavljeno: 3.11.2025 07:00
  • Umetno inteligentni brskalniki prikažejo plačljive vsebine zastonj!

    Nekateri novi brskalniki, ki temeljijo na umetni inteligenci, lahko zaobidejo plačljive mehanizme medijskih vsebin. 

    Objavljeno: 4.11.2025 16:00
  • Microsoft pokazal Windows 11 26H1, ki na običajnih računalnikih ne bo deloval

    Verzija Windows 11, ki bo izšla prihodnje leto, se bo predvidljivo imenovala Windows 11 26H1, a je zelo verjetno ne bomo mogli uporabljati. Na kanalu Canary v programu Insider Preview se je predogledna izdaja (Build 28000) pojavila te dni, kar naznanja začetek nekoliko bolj javnega testiranja. Zdi pa se, da bo omejena na ARM-jeve procesorje.

    Objavljeno: 11.11.2025 05:00
  • Microsoft zakrpal hrošča: Windows 10 in 11 se končno znata ugasniti

    V najnovejši verziji popravkov za Windows 10 in 11 je Microsoft po več kot desetletju zakrpal hrošča, ki je marsikoga spravljal v dvome, ali njegov spomin še deluje. Če ste po uporabi Windows Update želeli računalnik ugasniti in ste izbrali Update and shut down, se je računalnik z Windows 10 ali 11 nemalokrat ponovno zagnal. Verjetno ste pomislili, da ste pomotoma kliknili Update and restart.

    Objavljeno: 4.11.2025 05:00
  • Kdo bo Python rešil pred smrtjo?

    Fundacija Python, ki skrbi za razvoj izjemno popularnega istoimenskega programskega jezika, je zavrnila 1,5 milijona dolarjev vredno finančno podporo Nacionalne znanstvene fundacije (NSF), ker jo je pogojevala z opustitvijo vseh programov raznolikosti, enakopravnosti in vključenosti (DEI). Namesto tega zato zbirajo donacije, kjer jim gre presenetljivo dobro.

    Objavljeno: 11.11.2025 07:00
  • Brezplačni »Photoshop«

    Zbirka grafičnih orodij Affinity, ki je doslej stala do 70 evrov na posamezno aplikacijo, je po novem zastonj.

    Objavljeno: 3.11.2025 15:00
 
  • Polja označena z * je potrebno obvezno izpolniti
  • Pošlji