CC BY
22
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 1
УДК 621.37
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАЗЕРНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ КАК РЕЗЕРВНЫЙ
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Е. А. Сотникова, Н. М. Добросоцкий Научный руководитель - С. В. Харлашина
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: [email protected]
В связи с неполной эффективностью использования радиоволн, появилась необходимость в разработке более качественного источника связи, позволяющего быстрее, а также с большим объёмом передавать информацию. Беспроводная лазерная связь - это технология, предлагающая использовать электромагнитные волны в оптическом диапазоне как более эффективный источник обмена данными с большей пропускной способностью В данной статье представлена организация и использование лазерной космической связи в качестве резервного способа передачи информации на космических аппаратах.
Ключевые слова: лазерная связь, радиосвязь, космос, исследования, космический аппарат.
THE USE OF LASER SPACE COMMUNICATION AS A BACKUP METHOD OF
INFORMATION TRANSMISSION
E. A. Sotnikova, N. M. Dobrosotsky Scientific supervisor - S. V. Kharlashina
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
Е-mail: [email protected]
Due to the incomplete efficiency of the use of radio waves, there was a need to develop a better communication source that allows transmitting information faster and with a large volume. Wireless laser communication is a technology that offers the use of electromagnetic waves in the optical range as a more efficient source of data exchange with greater bandwidth. This article presents the organization and use of laser space communication as a backup method for transmitting information on spacecraft.
Keywords: laser communication, radio communication, space, research, spacecraft.
Радиосвязь в космическом пространстве всегда являлась основным источником передачи информации между космическими аппаратами, однако осуществление радиосвязи не всегда является эффективным способом скоростного обмена информацией между космическими аппаратами (космос-космос или земля - космос). Затухание радиоволн в космическом пространстве — довольно существенная проблема. Их эффективность может падать из-за рассеяния в пространстве, доплеровским смещением частоты, а также значительных задержек, вызванных конечной скоростью распространения радиоволн. Большое значение для функционирования космических аппаратов играет потраченное время на передачу или прием того или иного пакета данных, команд и прочих указаний с Земли [1].
Частичным решением данной проблемы является использование лазерной космической связи. Лазерная космическая связь представляет собой вид передачи информации
Секция «Автоматика и электроника»
с помощью электромагнитных волн оптического диапазона. Она позволяет соединять космические аппараты не только с наземными станциями, но и друг с другом. Благодаря высокой пропускной способности линий лазерной связи появляется возможность минимизировать количество наземных пунктов связи, расширяя зону покрытия [2].
По сравнению с радиосвязью лазерная обладает большей скоростью передачи данных, меньшим энергопотреблением и низкой возможностью перехвата [3]. Основным ее недостатком является необходимость точного наведения луча, захвата и слежения за космическим аппаратом. Поскольку расходимость лазерного пучка очень невелика, задача попасть лучом с одного спутника в оптическое приемное устройство другого чрезвычайно сложна — нужен компромисс между точностью наведения и мощностью лазера. В табл. 1 приведены данные предоставленные корпорацией Роскосмос в рамках научного федерального проекта «Сфера».
Таблица 1
Параметры лазерной связи_
Расстояние между КА (км) Диаметр лазерного пучка (м)
1000 10
Кроме того, лазерный луч — отличное решение в вакууме, но в условиях атмосферы — это не самый лучший выбор в качестве линии связи из-за существенного затухания сигнала в облаках, дожде и тумане.
Ниже представлена аналитическая таблица, в которой рассмотрены сравнения функциональных возможностей и особенностей двух видов связи, лазерной космической связи LCRD (Laser Communications Relay Demonstration) и радиосвязи УКВ.
Таблица 2
Сравнение видов космической связи_
Характеристики связи Лазерная связь LCRD Радиосвязь УКВ
Частота 2*10л14Гц. 5.850-6.425 ГГц (5.8*10Л9Гц)
Объем данных передачи информации По одному каналу - до 100Гб Не более 1 Гб
Скорость перемещения 300 000 км/сек. 300 000 км/сек.
Таким образом, опираясь на обозначенные критерии (частота, объём данных для передачи информации и скорость перемещения), можно выделить положительные особенности лазерной космической связи, что позволяет в некоторых аспектах эффективно и качественно использовать ее для резервной замены радиосвязи на Российских космических аппаратах [4].
Библиографические ссылки
1. Курангышев, А. В. Влияние запаздывания сигналов на космических линиях связи на системы управления космических аппаратов / А. В. Курангышев, А. В. Дедушкин, А. В. Казначеев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 3 (107). — С. 135137. — URL: https://moluch.ru/archive/107/25742/ (дата обращения: 11.03.2022).
2. Курангышев, А. В. Дедушкин, А. В. Казначеев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 3 (107). — С. 135-137. — URL: https://moluch.ru/archive/107/25742/ (дата обращения 15.03.22).
3. Л. К. Андрусевич, А. А. Ищук, К. А. Лайко, Антенны и распространение радиоволн: учебник для вузов, Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006.-39 (дата обращения 15.03.22).
4. М. Ю. Застела, «Основы радиоэлектроники и связи», Казань: ЗАО «Новое знание», 2009.-340 с. Электронный ресурс, сайт: http://spacegid.com/voyadzher-1-37-let-v-polete.html, дата обращения: 20.01.2016 г. (дата обращения 17.03.22).
© Сотникова Е. А., Добросоцкий Н. М., 2022
