В интeрнeт-кoммуникaцияx eсть прoблeмa, нaзывaeмaя «прoблeмoй пoслeднeй пoлoвины мили».
Этa прoблeмa вoзникaeт в связи с тeм, чтo в бoльшинствe случaeв кoнeчныe пoльзoвaтeли пoдключaются к oбoрудoвaнию прoвaйдeрa, связанного с высокоскоростными оптическими каналами, посредством старомодных медных проводов, и эта проблема становится причиной ограничения скорости подключения.
В области космических коммуникаций существует подобная проблема, которую можно назвать «проблемой последних 250 миль» и которая служит причиной медленной, ненадежной связи с бортом Международной космической станции (МКС), другими космическими аппаратами на околоземной орбите и в дальнем космическом пространстве.
Для решения этой проблемы специалистами НАСА в рамках проекта Optical Payload for Lasercomm Science (OPALS) разработана новая лазерная коммуникационная метода, использование которой, по предварительным расчетам, сможет повысить скорость канала связи с МКС и другими космическими кораблями в 10-100 раз.
Если вы считаете, что понятия «космос» и «лазеры» незыблемо связаны друг с другом, то вы глубоко заблуждаетесь. В настоящее время лазеры в космосе используются разве что для расстрела камней на Марсе, ни о каких лазерных космических коммуникациях на расстояния в тысячи, десятки, сотни тысяч и миллионы километров речи пока не идет.
Правда, в 1962 году ученые заставили лазерный луч отразиться от Луны, но они нацеливали лазер на специальный отражатель, доставленный на Луну одним из исследовательских аппаратов программы Apollo. А все нынешние космические коммуникации и по сей день используют ненадежные и капризные радиоволны.
Но область космических полетов и исследований переживает в настоящее время нечто вроде бума, в нее вкладываются самые последние достижения науки и техники, этому в достаточно большой мере способствует то, что к космосу начали проявлять повышенный интерес многие частные компании.
Поскольку космические технологии и космическая умелость развиваются семимильными шагами, коммуникационные технологии не должны отставать от общего уровня для того, чтобы справиться с увеличивающимися потоками информации, передаваемой в мироздание и обратно.
И обычные коммуникационные радиоканалы на этом фоне выглядят подобно допотопному телеграфу по сравнению с современным мобильным телефоном. Для решения возникающего, точнее, давно уже возникшего узкого места, требуются новые решения, и в случае системы OPALS — это лазеры.
«Система OPALS представляет собой первую экспериментальную площадку для разработки технологий лазерных космических коммуникаций, а Международная космическая станция будет выступать в роли полигона для испытаний системы OPALS» — рассказывает Майкл Кокоровский (Michael Kokorowski), руководитель проекта OPALS и сотрудник Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL).
«Будущие лазерные коммуникационные системы, которые будут разработаны на базе технологий OPALS, смогут обеспечить обмен большими объемами информации, что устранит узкое место, которое в некоторых случаях сдерживает научные исследования и коммерческие предприятия».
Система OPALS представляет собой герметичный контейнер, в котором находится электроника, посредством оптического кабеля связанная с лазерным приемно-передающим устройством. В состав этого устройства входит лазерный коллиматор и камера слежения, установленные на подвижной платформе. После доставки контейнер и передатчик будут установлены на станции и начнется 90-дневная программа полевых испытаний системы.
С Земли специалистами лаборатории Optical Communications Telescope Laboratory в сторону космической станции будет послан луч лазерного света, который выступит в качестве маяка. Оборудование системы OPALS, уловив таковой сигнал, с помощью специальных приводов нацелит свой передатчик на наземный телескоп, который будет служить в качестве приемника, и передаст разделенный сигнал.
В случае отсутствия помех на пути распространения лучей лазерного света коммуникационный канал будет установлен и по нему начнется передача видео- и телеметрической информации, которая в каждый раз будет продолжаться порядка 100 секунд.
«Все это выглядит достаточно просто, но на самом деле все обстоит иначе. В качестве сравнения можно привести то, что это эквивалентно попытке попасть на ходу с расстояния в 10 метров лучом лазерной указки и высчитать его на точке, размером меньше диаметра человеческого волоса» — рассказывает Богдан Оайда (Bogdan Oaida), инженер программы OPALS, — «А игра стоит свеч.
Полоса пропускания лазерного канала намного шире полосы пропускания радиоканала и за то короткое время, пока будет установлен лазерный канал, через него можно будет передать гораздо больше данных, чем через радиоканал за целые сутки».
Калейдоскоп:
Система лазерной связи обеспечивает широкополосный коммуникационный канал между космической станцией и Землей
Сергей Глазьев: Простота хуже воровства — зачем Центробанк повысил процентную ставку и отпустил рубль?
Константин Семин: «Лоботомия в стиле рок»-3. Последние герои — от Брюса Ли до Кая Метова
