Роскосмос готовит второй эксперимент по обеспечению лазерной связи по каналу «Земля — МКС»

в 5:02, , рубрики: астрономия, космонавтика, лазер, МКС, Научно-популярное, передача данных, Разработка систем связи, РС МКС, ЦУП
Роскосмос готовит второй эксперимент по обеспечению лазерной связи по каналу «Земля — МКС» - 1

В ГК «Роскосмос» планируют в 2021 году провести второй эксперимент по созданию высокоскоростной линии лазерной связи между российским сегментом Международной космической станции (МКС) и Землей.

Первый раз лазерную систему для передачи данных между МКС и Землей российские специалисты использовали с 2011 по 2013 годы, выполнив более 100 сеансов связи.

В тестах достигли скорости более 600 Мбит в секунду, то есть удавалось передавать 75 мегабайт информации в секунду. Однако в эксплуатацию система не пошла.

В новом эксперименте планируется достичь скорости передачи данных порядка 10 Гбит в секунду, то есть передавать за это время 1,25 Гигабайта информации.

Помимо связи с Землей, на втором этапе планируется установление лазерного канала связи между МКС и космическим аппаратом на скорости 1,2 Гбит в секунду.

Работы над лазерными линиями связи ведутся во всех высокоразвитых странах мира таких, как США, Япония, Германия, Франция и Китай.

Роскосмос готовит второй эксперимент по обеспечению лазерной связи по каналу «Земля — МКС» - 2

Российские космонавты могут связаться с Центром управления полетами в круглосуточном режиме.

Однако, через российские средства связь обеспечивается только при полете над территорией России. Когда станция выходит за ее пределы — для связи с российскими наземными службами космонавты используют американские каналы спутниковой связи.

Первый эксперимент

Космический эксперимент «СЛС» проводился с целью отработки и демонстрации российской технологии и аппаратуры приема-передачи информации по космической лазерной линии связи.

Задачами эксперимента «СЛС» являются:

— отработка в условиях космического полета на РС МКС основных технологических и конструктивных решений, закладываемых в штатную аппаратуру межспутниковой лазерной системы передачи информации;

— отработка технологии приема-передачи информации с использованием лазерной линии связи;

— исследование возможности и условий работоспособности лазерных линий связи «борт КА – наземный пункт» при различном состоянии атмосферы.

Ссылка на первый завершившийся эксперимент «СЛС — Отработка системы лазерной связи для передачи больших массивов информации (со скоростью до 256 Мбит/с) от целевой аппаратуры КЦН РС МКС» находится тут.

В течение 2011 года успешно проведены первые тестовые сеансы эксперимента, во время которых аппаратура БТЛС (бортовой терминал лазерной связи) установленная на РС МКС работала в режиме обнаружения, захвата и сопровождения НТЛ, установленного на Станции оптических наблюдений (СОН) «Архыз» на Северном Кавказе.

Все задействованные в сеансах системы и приборы БТЛС и НЛТ функционировали в штатном режиме, была продемонстрирована возможность взаимного наведения и сопровождения по маякам с точностью меньше 2 угл. с, что достаточно для проведения экспериментальных сеансов лазерной связи с высокоскоростной передачей целевой информации.

Во время тестовых сеансов также была продемонстрирована возможность работы системы в условиях разорванной облачности, как сквозь облака (при малой плотности), так и с прерыванием связи на время прохождения плотных облаков.

2 октября 2012 года с Российского сегмента Международной космической станции на лазерный терминал наземного пункта станции оптических наблюдений «Архыз» на Северном Кавказе (филиал ОАО «НПК «СПП») по лазерному каналу была передана широкополосная информация — был организован первый сеанс с передачей целевой информации (тест-картинки) со скоростью 125 Мбит/с.

Тест-картинка передавалась непрерывно в цикле, что позволило полуколичественно оценить изменение качества линии по зашумленности принимаемых изображений.

Роскосмос готовит второй эксперимент по обеспечению лазерной связи по каналу «Земля — МКС» - 3

Общий объем переданной информации составил 2,6 Гбайт. Полезный объем переданных данных составил 732 Мбайт. Наибольший принятый безошибочно блок составил 38 998 937 байт. Вероятность ошибки изменялась в зависимости от расстояния от НЛТ до МКС от 3,2х10(-9) до 3х10(-3).

Этот шаг открывает дорогу к широкому внедрению в космическую технику России лазерных линий связи, которые при меньших массогабаритных параметрах бортовой аппаратуры потенциально могут обеспечивать исключительно высокую скорость информационного потока (до десятков гигабит в секунду).

Организации, проводившие первый эксперимент СЛС: РКК «Энергия» им. СП. Королева; ФГУП «НИИ прецизионного приборостроения»; ЦУП-М; РГНИИЦПК им. Ю.А. Гагарина; в/ч 32103.

Аппаратура первого эксперимента:

Роскосмос готовит второй эксперимент по обеспечению лазерной связи по каналу «Земля — МКС» - 4
Роскосмос готовит второй эксперимент по обеспечению лазерной связи по каналу «Земля — МКС» - 5

Документ с результатами первого эксперимента СЛС находится тут.

Второй эксперимент

Ссылка на второй планируемый эксперимент «СЛС-2 — Отработка высокопроизводительной системы лазерной связи нового поколения для передачи на Землю по космическим и атмосферным каналам связи больших массивов информации от целевой аппаратуры КЦН РС МКС» находится тут.

Задачи эксперимента СЛС-2:

— отработка в условиях космического полета на РС МКС основных технологических и конструктивных решений, закладываемых в аппаратуру межспутниковой лазерной системы передачи информации (МЛСПИ) нового поколения;

— отработка технологии приема/передачи высокоскоростных потоков информации (до 10 Гбит/с) с использованием космических и атмосферных каналов лазерной связи.

При разработке аппаратуры терминала БТЛС-2 используется опыт, полученный при создании БТЛС и результаты эксперимента «СЛС», а также принципы и конструкция узлов терминалов, разрабатываемых в АО «НПК «СПП» (АО «Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения»).

Предлагаемая конструкция может быть прототипом лазерного терминала допускающего как ретрансляцию информации через спутники на геостационарной орбите, так и прямую передачу на наземный пункт.

В результате эксперимента предполагается довести аппаратуру и алгоритмы работы до уровня опытной эксплуатации.

Результаты эксперимента также позволят получить дополнительную информацию о прохождении излучения в направлении КА-земля.

Автор: denis-19

Источник


* - обязательные к заполнению поля