空間互聯互通的新願景 在火星上建立網際網絡

Mondo 科技 更新 2024-02-21

**:科技**。

目前的通訊基礎設施無法滿足未來火星居民的需求。 太空旅行的未來發展必然伴隨著更好的通訊手段的出現。 那麼,未來火星上是否有可能出現網際網絡呢?

科學新聞**

也許幾十年後,當太空人登陸火星時,他們將需要新的太空人來相互通訊,或與周圍的裝置連線,或與地球的任務控制中心通訊。 遙遠星球上的太空人更喜歡與地球上的親人進行**聊天,通話質量清晰,沒有延遲。

然而,在火星上連線到地球上的WiFi似乎是不可能的,因為地球離火星太遠了。 人們可能需要另一種策略。 歐洲航天局(ESA)系統工程師克萊爾·帕菲特(Claire Parfit)表示,建立良好的通訊基礎設施對於人類完成火星任務至關重要。

太空旅行的未來發展必然伴隨著更好的通訊手段的出現。 那麼,火星上可能有網際網絡嗎?

編排的舞蹈“連線地球,火的溝通”。

國際宇航聯合會太空運輸委員會副主席楊玉光在接受科技記者採訪時表示,人類在本世紀不可能殖民火星,但有必要在這裡建立永久居住基地。 基於這個前提,網際網絡將建立在火星上。

但在我們建立火星網際網絡之前,我們需要了解火星上現有的通訊方式是如何工作的。

據《科學新聞》報道,地球與火星的大部分通訊都是通過火星中繼網路進行的。 目前,該網路由在火星軌道上執行的五個探測器組成,這些探測器向火星地面任務傳送命令並從中接收科學資料。 這五個探測器分別是美國宇航局的火星勘測軌道器、火星大氣和揮發性演化探測器、火星奧德賽探測器以及歐空局的火星快車和痕量氣體軌道器。 美國宇航局將其描述為“精心編排的舞蹈”。

歐空局目前正在研究“火星通訊和導航基礎設施”概念。 如果向前推進,該專案將增強目前的中繼網路,並開發一套與通訊和導航相關的有效載荷,這些有效載荷可以在任何車輛上攜帶到火星。 一旦部署在軌道上,這些有效載荷將充當節點,在火星上提供無線通訊。 他們也可以留在那裡執行未來的任務。

空間雷射通訊是一項關鍵技術。

雖然傳統的無線電頻率足以滿足低資料速率,但使用雷射鏈路可以在同一時間範圍內傳輸 10 到 100 倍的資料。 由於光波更頻繁,比無線電波更頻繁數十萬倍,因此它們可以儲存更多資訊。 因此,這種型別的光訊號正是空間通訊的前進方向。

雷射通訊是空間寬頻所需的關鍵技術。 楊玉光說:“雷射通訊是利用雷射束進行資訊傳輸的一種通訊技術,是一種電磁波。 與傳統的無線電波通訊相比,雷射通訊具有許多優勢。 ”

具體來說,雷射通訊具有短光波和高頻,可實現更高的資料傳輸速率。 雷射通訊還可以將光的能量高度集中在較小的空間範圍內,並且通訊所需的能量相對較低,有助於降低通訊系統的能耗。 雷射束的小發散角使通訊訊號能夠更準確地傳輸到目標位置。 此外,與無線電波相比,雷射通訊在大氣外的真空環境中受到的干擾較小,其效能更穩定。

去年10月發射的美國宇航局Psyche太空飛行器的關鍵任務之一是引入深空光通訊(DSOC)系統,以測試雷射通訊的可行性。 DSoC不僅代表了深空通訊能力的增強,而且代表了一種正規化轉變,有望徹底改變深空任務。

去年11月中旬,Psyche太空飛行器從1600萬公里的距離向地球傳送了資料。 12月,它從3100萬公里外送來了乙隻可愛的貓**。 這是美國宇航局首次使用雷射從深空發射**。

歐空局也在探索長距離光通訊。 乙個名為ScyLight的專案正在支援光學和量子技術的研究和開發,以實現太空中安全和快速的資料通訊。

建立火星網際網絡的想法。

楊宇光向記者描述了他的想法:未來,如果想在火星上網,那麼在地球軌道和火星軌道上都應該有乙個大型的中繼站。 兩個中繼站之間可以使用雷射通訊,而中繼站與地球和火星之間分別使用無線電通訊。

楊宇光說,當太陽繞地球和火星執行時,由於太陽的電磁波譜非常寬,不可避免地會干擾地火通訊。 屆時,將在日地拉格朗日點L4和L5設定兩個中繼站,以避免太陽遮擋問題。

去年6月,德國柏林工業大學的託比亞斯·普凡澤爾特(Tobias Pfanzelt)和大衛·貝姆(David Behm)**提出,圍繞火星執行的衛星星座可以為這顆紅色星球提供乙個分支網際網絡。

擬議的火星網路將類似於SpaceX運營的Starlink系統。 在地球上,寬頻網際網絡和通過衛星覆蓋的移動**成本很高。 但在火星上,這樣的系統可能比在地球上建立乙個龐大的網路更便宜、更容易。

利用邊緣計算,Pfanzelt和Behm**推斷出,乙個由81顆低軌道衛星組成的星座繞火星執行,足以覆蓋整個地球。 他們將提供乙個本地通訊系統,該系統將成為地球網際網絡的延伸。

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