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第12章 光的新解(1/3)

作者:單純至深字數:6550更新時間:2024-03-29 04:07:43

    美國宇航局(NASA)最近發射了一顆深空探測衛星“Psyche”,這讓我們能夠一窺一顆具有與地球相似的核心結構的星球。也許人類永遠無法踏上這顆星球,但這顆衛星的發射,以及衛星攜帶的隨行儀器讓太空通信領域的科學家興奮不已。自太空時代開始以來,太空通信領域的科學家們一直依靠無線電波進行通訊。但是無線電波隻是電磁波譜中的一小部分。科學家們希望可進行通訊的波譜能擴展到光譜的另一部分。因此,他們的目標是使激光成為下一代太空通訊通信工具。

    Psyche探測器的主要任務是探索一顆長144英裏、形狀像土豆的小行星,這顆小行星的公轉軌道長度大約是地日距離的三倍。天文學界的主流觀點認為,這顆小行星(確切地說是這顆名為Psyche 16的小行星)可能是一顆岩質行星的金屬核心,其岩石表麵在火星和木星之間的“小行星帶”中被撞擊剝離。

    如果真是如此,那麽通過探測這顆小行星中鐵、鎳和岩石的成分,我們得以對比研究地球的地核的構成與結構。

    這顆探測器將會花費六年的時間抵達目的地,並證實這顆小行星的表麵是否由金屬構成。如果假設成立,那麽我們可能遇到的是一顆比上世紀40~50年代科幻作家筆下所描述的還要奇怪的星球。來自星球的金屬噴流在與其他小行星的相互碰撞中形成了非常怪異的形狀。

    2022年底,在佛羅裏達的肯尼迪航天中心,裝配人員正在檢查NASA的Psyche 深空探測衛星。這顆航天器將會於2023年10月13日擇機發射。Psyche 將會搭載一顆激光通訊組件包(如圖所示的金色底麵銀色圓柱形設備)來測試在地月範圍之外光學通訊傳輸信號的能力。

    但在另一方麵,測試激光通訊技術的太空通訊專家將會更快地得出另一個同步進行的實驗的結果。深空光學通信(DSOC)實驗將會是第一例在地月外深空探測中采用激光通訊,或光通訊的實驗。這項技術或對NASA的重返月球計劃,以及下一步登陸火星起到重要作用。這項技術同樣意味著NASA在探索新的太空通訊技術領域中邁出了重要一步。

    如果這項實驗能夠如期完成,那麽激光通訊技術將會補上NASA在主流的地外通訊係統-深空網絡(DSN)中所麵臨的帶寬限製的短板。 DSN的三個無線電天線站點(每個站點各有一座70米直徑的碟形天線,分別位於西班牙、澳大利亞和美國加利福尼亞州沙漠,彼此相隔120度)麵臨著與休斯頓高峰時段信號堵塞相似的情況。目前,從詹姆斯·韋伯太空望遠鏡到小型商業衛星等數十項空間的任務都在爭奪DSN的通訊時間。

    “各種任務的通訊信號之間可能存在相互幹擾,”美國宇航局空間通信與導航辦公室(SCaN)深空網絡項目經理邁克·萊弗斯(Mike Levesque)表示,“目前有20%的通訊申請無法得到滿足。隨著時間的推移,問題隻會變得更糟。到2030年,這一比例將達到40%。” 本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>

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