你有没有想过啊,当咱们的人造探测器奔向几千万公里、甚至几亿公里的深空,那数据怎么传回地球呢?是像我们手机连接WiFi那么简单,还是得费好大劲,克服常人难以想象的重重难关?
前段时间,美国国家航空航天局(NASA)的“灵神星”号探测器用一次震撼人心的操作,给出了答案。
它距离地球有4.94亿公里,用红外激光把消息传回来,听起来是不是挺吓人?你要知道,这个距离可真是令人咋舌,超过了地球和火星之间平均距离的两倍,还远远超过了地月之间的距离,足足有1285倍多。
别小看这次传输,这不仅打破了纪录,还为人类今后探索火星、深入太阳系,搭建了一条重要的“高速通信通道”。
得说,想让人类在太空走得更远,通信技术可不能掉以轻心。过去呢,我们用无线电通信,虽然挺稳妥的,可速度实在慢得令人急眼,就像用 2G 网络看视频,加载半天都难见到个完整画面。
更让人犯难的是,NASA用来接收航天器数据的深空网无线电天线阵列,现在已经有点“拉不下去了”,容量快到极限,要是再不考虑升级,未来的太空任务可能就会受到挺大的影响。
这回“灵神星”号测试的深空光通信技术,好比给太空通信撞上了“5G基站”,一下子把传输能力给提升了不少。
“灵神星”号早不是突然“爆发”起来的,自从2023年发射升空那会儿,它就一直在当这项技术的“试验田”上试着玩。不过,挺有意思的是,它和地球的距离可不是一直一样的。
因为它绕太阳旋转,朝着2029年和“灵神星”小行星会合的目标前进,所以有时候离地球近一点儿,有时候又远得不得了。
假如到了2024年4月,距离地球2.25亿公里时,激光传输速率就只能降到25兆比特每秒。那时,地面接收设备就得像“海底捞针”似的,去找那些微弱到几乎看不见的光子信号。
到了2024年12月,它还能在距离4.94亿公里的地方顺利传回信息,表现得比大多数人预料的还要稳妥。
到现在为止,“灵神星”号的深空光通信设备总共发回了13.6太字节的资料,听起来是不是挺震撼的?
差不多就相当于你手机里几万部高清电影的存储量,更厉害的是,它还刷新了人类史上首次深空高速视频传输的纪录。
在三亿零五千万公里远的地方,传回了超清的视频,速率高达267兆比特每秒。你得知道,这速度和咱们家用的宽带差不多,真是令人震惊。
要是将来火星探测器能达到这个速度啊,说不定咱们还能在线看到火星车在火星表面“跑步”的画面,而不用再等几个小时才能收到那有点慢的信号啦。
不过眼下,“灵神星”号已经搞定了这次测试的最后环节——它从3.5亿公里外传回了第65组,也是最后一组激光下行信号,接下来它打算专心赶赴小行星带,用更常见的无线电通讯方式传输数据。
其实,激光通信也不算“十全十美”啦,它比无线电难度大多了。你想啊,无线电信号传播范围广,就算对准有点偏差,也还能收到信号。
激光束就像一根特别细的“光柱”,要想被接收器接到,得得精准调校。而“灵神星”号距离地球数十亿公里呢,NASA那喷气推进实验室还能把红外激光阵列对准它,背后的技术难度可不小,想象一下吧。
在一个,咱们地球的大气层和天气状况也会“捣乱”激光信号,比如遇到阴天或者云层太厚的时候,信号传递可能就会变得不太稳妥。未来或许得在太空里建个“中继站”,把数据先存起来,再传到地球上,这样一来,信号的稳定性就能大大提高。
NASA 的官员们对这技术的评价都挺不错的,代理局长肖恩·达菲说,NASA 正带领美国开启火星之旅,推动激光通信技术,咱们离能够实时传输高清视频、以空前的速度从火星表面回传珍贵数据,也更近了一步。
空间技术任务部的副主任克莱顿·特纳说得更直白,他提到这两年来的测试结果超出了预期,这技术不仅达到了和家庭宽带差不多的传输速度,还能从创纪录的距离传送数据。
得提醒仔细想想,太空环境比地球要艰难多了,高温、辐射、真空全都在那儿,要能在这样的条件下保持稳定运行,这就充分验证了这项技术的“硬核”实力。
其实,这次“灵神星”号的突破,不仅仅是一次技术试验顺利完成,更像是为人类太空探索开辟出了一条崭新的道路。
以前我们总是担心“飞得远了,联系不上”,现在有了深空光通信技术,将来去火星、穿越小行星带,甚至到更遥远的地方,都能跟地球保持更“顺畅”的联系。
目前,“灵神星” 号还在不断向太阳系的更深处驶去,它接下来要去的地方,是和“灵神星” 小行星会合,这一站又会开启一段新的探索旅程。
这项激光通信技术,已经奠定了未来火星任务和深空探测的基础,说不定没多久,咱们就能看到更多“太空快递”用激光把宇宙的秘密传回地球。
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