Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.astrogorizont.com/content/read-Ulibka_Moni_Lizi
Дата изменения: Unknown
Дата индексирования: Sat Apr 9 22:51:42 2016
Кодировка: UTF-8
Поисковые слова: arp220
Астрономические новости NASA на русском языке. Новости космоса.
Ученые НАСА, участвующие в программе исследований с использованием лунного орбитального разведывательного зонда (LRO) (Lunar Reconnaissance Orbiter), впервые продемонстрировали реальность осуществления лазерной связи с искусственным спутником, курсирующим вокруг Луны, послав с Земли на космический аппарат изображение Моны Лизы в виде серии лазерных импульсов...
Изображение в цифровой форме, точная репродукция знаменитого портрета Моны Лизы, преодолело расстояние почти в 240 000 миль — от ультрасовременной станции лазерной телеметрии на основе использования спутника (NGSLR), Центр космических полетов имени Годдарда, НАСА, в Гринбелте, штат Мэриленд, до лазерного альтиметра (LOLA), установленного на лунном орбитальном зонде (LRO). При передаче изображения «в нагрузку» к серии лазерных импульсов, которые в штатном режиме (регулярно) передаются на зонд с целью отслеживания точного расположения LOLA, команда одновременно с выполнением рутинных задач по отслеживанию провела сеанс лазерной связи, не нарушая при этом работы системы слежения.
На видео: Ученые Центра космических полетов имени Годдарда передали изображение Моны Лизы с Земли на Лунный орбитальный зонд (Lunar Reconnaissance Orbiter), находящийся на лунной орбите, используя для своих целей лазерные импульсы, которые регулярно посылаются для отслеживания местоположения космического аппарата.
«Впервые в истории космонавтики реализована однонаправленная лазерная связь для передачи данных на объект, находящийся за пределами земной орбиты, — делится достижениями команды руководитель научной программы LOLA Дэвид Смит (David Smith) из Массачусетского технологического института. — В ближайшем будущем такой вид простой лазерной связи сможет заменить радиосвязь, которая повсеместно используется в спутниковых системах связи. В отдаленном будущем системы лазерной связи могут существенно повысить скорость передачи данных в сравнении со скоростями, обеспечиваемыми существующими линиями радиосвязи».
Обычно для связи и слежения за спутниками, которые выводятся за пределы земной орбиты, используют радиоволны. LRO — единственный искусственный спутник, курсирующий по неземной орбите, который отслеживается также с помощью лазера.
«Поскольку LRO уже имеет устройство для приема лазерных (световых) сигналов (лазерный альтиметр LOLA), то у нас была уникальная возможность наглядно продемонстрировать однонаправленную лазерную связь с отдаленным спутником», — говорит Сяоли Сан (Xiaoli Sun), специалист из Центра космических полетов имени Годдарда, участвующий в научной программе LOLA, а также ведущий автор научной статьи, посвященной этим исследованиям, которая размещена сегодня в Optics Express и доступна в режиме «онлайн».
Для передачи изображения существенную роль играл точный расчет времени (точная синхронизация). Сан и его коллеги разбили изображение Моны Лизы на отдельные элементы матрицы, состоящей из 152 х 200 пикселей. Для каждого пикселя была определена градация серого, которая выражалась числом в диапазоне от нуля до 4095. Каждый пиксель передавался одним лазерным импульсом, причем длительность каждого отправленного импульса соответствовала одному из 4096 возможных временных интервалов, попадавших в короткое временное окно, предоставленное для лазерного слежения. Скорость передачи данных при передаче изображения составила около 300 бит в секунду.
Лазерные световые импульсы принимались инструментом LOLA, установленным на LRO, который восстанавливал изображение, учитывая времена прибытия световых импульсов с Земли. Сеанс лазерной связи не мешал выполнению первоочередной задачи лазерного альтиметра LOLA, заключающейся в составлении карты рельефа поверхности Луны, а также основного назначения ультрасовременной станции лазерной телеметрии на основе использования спутника (NGSLR) — отслеживания LRO.
Успешный эксперимент по проведению сеанса лазерной связи был подтвержден при сравнении исходного изображения с изображением, возвратившимся с лунного зонда на Землю при помощи радиотeлеметрической системы связи, установленной на лунном орбитальном зонде.
Турбулентность, присутствующая в земной атмосфере, приводит к искажению передаваемого сигнала даже при ясной погоде. Чтобы избежать этих явлений, Сан и его коллеги применили кодирование (c коррекцией ошибок) Рида-Соломона, представляющее собой такой же тип кодирования, который широко применяется в лазерных проигрывателях компакт-дисков (CD) и цифровых видеодисков (DVD). В проведенных экспериментах также были получены статистические данные о флуктуациях сигнала, обусловленных влиянием земной атмосферы.
На фото: Для устранения ошибок, вносимых в передаваемый сигнал турбулентностью земной атмосферы (слева), специалисты Центра космических полетов имени Годдарда применили систему кодирования Рида-Соломона с коррекцией ошибок (справа), которая широко применяется в лазерных устройствах считывания (CD и DVD). Типичными ошибками являются пропущенные пиксели (белый) и ложные (паразитные) сигналы (черный). Присутствие белой полосы свидетельствует о кратковременном периоде временного прекращения передачи.
«Впервые взятый новый рубеж подготовил почву для демонстрации лунных систем лазерных коммуникаций (LLCD), демонстраций лазерной связи, отличающейся высокой скоростью передачи данных, которая будет являться главной задачей следующей лунной миссии НАСА под названием "Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer" (LADEE)», — говорит Ричард Вондрак (Richard Vondrak), заместитель руководителя научного эксперимента LRO из Центра управления космических полетов имени Годдарда.
Следующим этапом после LLCD будет Демонстрация возможностей лазерной ретрансляции (Laser Communications Relay Demonstration (LCRD)), первой продолжительной миссии НАСА по масштабному исследованию возможностей оптической связи. LCRD обеспечит разработку концепций и поставку технологий, применимых для ближней (околоземной) и дальней космической связи.
На видео: Лазерные системы записи-воспроизведения сделали системы записи на магнитных носителях ненужными (вышедшими из моды). Космическое агентство НАСА близко к тому, чтобы произвести такую же революцию в области космических систем связи. Еще до конца нынешнего десятилетия миссия, целью которой будет демонстрация возможностей лазерной ретрансляции (Laser Communications Relay Demonstration (LCRD)), совершит революционный переворот в способе передачи больших массивов данных с орбиты на Землю, включая любые уголки Солнечной системы.
Центр космических полетов имени Годдарда разработал программу исследований лунной поверхности с использованием лунного орбитального зонда LRO и управляет миссией LRO и лазерным альтиметром LOLA. Миссия LRO финансируется научным отделом исследования планет, НАСА, Управления научных программ при штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. NGSLR финансируется отделом изучения Земли при штаб-квартире НАСА. LLCD финансируется на основе долевого участия Программой НАСА по использованию систем космической связи и навигации (SCaN) и Управлением научных программ. LCRD финансируется на основе долевого участия SCaN и Управлением главного технолога НАСА.
E-mail
Карта сайта
В избранное
Статьи по астрономии
