Если будущие поколения будут жить и работать на Луне или отдалённом астероиде, то, вероятно, им понадобится широкополосная технология для поддержания связи с наземными базами. Вполне возможно, именно благодаря этому типу соединения, исследователи смогут даже просматривать любимые телепрограммы. Сегодня эти предположения не звучат как-то странно, к тому же подобного рода технология уже стала реальностью благодаря команде исследователей из Lincoln Laboratory Массачусетского технологического университета (Massachusetts Institute of Technology, MIT). Команда учёных в сотрудничестве с NASA осенью прошлого года впервые продемонстрировала, что такая технология передачи данных существует — она способна обеспечивать связь между «космическими обитателями» и наземными станциями, которая позволяет передавать значительные объёмы данных, и даже видео высокого качества.
В рамках конференции CLEO: 2014, которая будет проходить с 8 по 13 июня в Сан-Хосе (штат Калифорния), команда Lincoln Laboratory представит новые детали и первый всеобъемлющий обзор сеанса лазерной связи между Луной и Землёй, в рамках которого осенью 2013 года удалось добиться рекордной скорости передачи данных, превзойдя предыдущий показатель в 4,8 раза. Ранее сообщалось, что такой сеанс связи был удачно выполнен, тем не менее детали его проведения не разглашались.
По словам Mark Stevens из Lincoln Laboratory Массачусетского технологического университета, впервые все узнают о том, насколько хорошо был выполнен сеанс широкополосной связи. Ввиду того, что всё прошло практически так, как и прогнозировали учёные, они получили уверенность в правильности интерпретации основ физики, лежащих в основе сеанса, отмечает Mark Stevens.
В прошлом году команда навсегда вошла в историю, когда их Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD) передал данные с Луны на Землю, расстояние между которыми равняется 384 633 км, на скорости 622 мегабита в секунду, то есть быстрее чем любая радиочастотная система. Также удалось оправить данные с Земли на Луну со скоростью в 19,44 мегабит в секунду, то есть в 4,8 раза быстрее чем наилучший радиочастотный передатчик.
По словам Stevens, «общение» на высокой скорости передачи данных между Луной и Землёй посредством лазерных лучей — это весьма сложная задача, так как световому лучу приходится преодолевать порядка 400 тысяч километров. Самое сложное в этом процессе — прохождение атмосферы Земли, так как турбулентность способна изгибать свет, что приводит к постепенному «замиранию» сигнала или его «отсеву» в приемнике.
Дабы обойти все эти проблемы, связанные с «замиранием» сигнала при прохождении весьма внушительного расстояния, использовалось несколько методов. Наземный терминал в Белых Песках (штат Нью-Мексико), использует 4 отдельных телескопа для приема/передачи сигналов на Луну. Каждый телескоп примерно 15 сантиметров в диаметре и оборудован лазерным передатчиком, который посылает информацию, закодированную как импульс невидимого инфракрасного света. Полная мощность передатчика — суммарная мощность 4 отдельных передатчиков — составляет порядка 40 Ватт.
Особенность этих 4-х телескопов в том, что каждый из них пропускает свет через различные столбы воздуха, которые испытывают различные эффекты изгиба, обусловленные атмосферой. Это позволяет увеличить вероятность того, что по крайней мере один из лазерных лучей будет взаимодействовать с приемником, который установлен на спутнике, движущемся по орбите Луны, объясняет Stevens. Тот приемник использует более узкий телескоп для сбора света, который в последующем фокусируется на оптическом волокне, подобном стекловолокну, используемом в наземных волоконно-оптических сетях. Сигнал в волокне усиливается примерно в 30 тысяч раз. Фотодетектор преобразовывает импульс света в электрический импульс, который в свою очередь трансформируется в модели информационного разряда, которые переносят сообщение. Из 40-ваттных сигналов, отправленных передатчиком, менее одной миллиардной Ватта достигает спутника, а это в 10 раз больше, нежели необходимо для достижения безошибочной коммуникации, отмечает Stevens.
Презентация, посвящённая LLCD, которая будет проходить в рамках конференции CLEO: 2014, состоится 9 июня.
