Передача данных из космоса на Землю с помощью лазерных нитей
Передача данных из космоса на Землю с помощью лазерных нитей

Можно ли использовать свет для передачи информации между спутниками и Землей? Атмосферный водяной пар рассеивает и поглощает световую энергию, но преодолевает это препятствие, и свет будет нести гораздо больше информации и перемещать ее быстрее, чем радиоволны, на которые мы в настоящее время полагаемся. Новый исследовательский проект, поддерживаемый Национальным агентством геопространственной разведки, предлагает использовать свойства самого света, чтобы проложить путь для данных через облака.

«Моя работа заключается в понимании составляющих света и манипулировании ими для взаимодействия с материей. В последние годы мы увидели больше достижений в использовании света для биомедицинской визуализации и квантовых вычислений, но фундаментальные свойства управления светом остались прежними, а свет ", - сказал Мусса Н'Гом, доцент кафедры физики Политехнического института Ренсселера.

Использование света для беспроводной передачи данных, известное как свободное место оптическая связь , часто используется в приложениях, требующих передвижения на короткие расстояния, например, в инфракрасных пультах дистанционного управления. Но надежность, качество и стабильность передаваемых светом данных резко падают при использовании на любом значительном расстоянии в пределах атмосферы Земли. Подобно тому, как солнечный свет согревает облака и преломляется в рассеянное свечение, данные, передаваемые вместе со светом, рассеиваются и теряются среди газов атмосферы.

В своей лаборатории Н'Гом манипулирует тремя основными компонентами света - поляризацией, которая контролирует направление электрического поля света; фаза, которая меняет способ взаимодействия света с окружающей средой; и амплитуда световых волн - для создания специального света с необычными возможностями. Он может использовать свет для изображения живой ткани, точно разрезать твердые материалы или улучшить оптическую связь.

Для отправки данных через атмосферу N'Gom использует лазер, настроенный на создание импульс света настолько коротким, интенсивным и однородным, что он создаст крошечный шар плазмы - перегретый газ, созданный взаимодействием между импульсом и водяным паром облаков - в воздухе вдоль пути света.

Плазменная сфера продолжает поглощать энергию от дополнительных импульсов, что, в свою очередь, заставляет ее перефокусировать и перенаправить встречные импульсы и создать дополнительную плазменную сферу на пути света. Затем цикл повторяется.

Этот каскадный эффект, возникающий в результате повторяющегося взаимодействия между последовательностью импульсов и плазмой, может генерировать лазерную нить длиной до 100 метров. Вдоль этой нити плазменные сферы создают акустическую волну, которая рассеивает водяной пар вокруг себя. А в прозрачном туннеле, который образуется вокруг лазерной нити и ее плазменной оболочки, Н'Гом может доставить второй поток данных в форме пончика, который движется из космоса на Землю без ухудшения качества.

Каждый импульс длится всего порядка одной фемтосекунды, 10X-15 секунд, невероятно короткое время, за которое свет проходит около 6 микрон, или ширины с человеческий волос.

«В этот очень, очень короткий период времени я могу очень быстро и сразу доставить много энергии», - сказал Н'Гом. «И это разрушает атмосферу. Оно очень краткое, но оно такое сильное и сосредоточенное в одной точке, и у вас будет целая его линия, создающая дыру в облаках, которую мы можем использовать для отправки информации».

Хотя каждый импульс состоит из свет в видимый спектр - с длинами волн от 400 до 800 нанометров - и накапливают огромное количество энергии в течение своей продолжительности, они настолько короткие, что система не будет видна и не нанесет вреда жизни или окружающей среде.

Проект «Оптическая связь в свободном пространстве через динамические носители» поддерживается трехлетним грантом в размере 600000 долларов США.

Источник
Имя:*
E-Mail:


Популярные новости
602

Марсоход НАСА Perseverance находится на полпути к Марсу

Все о космосе

567

Данные Юноны указывают на то, что «спрайты» или «эльфы» резвятся в атмосфере Юпитера

Все о космосе

524

Геологи моделируют почвенные условия, чтобы помочь выращивать растения на Марсе

Все о космосе

541

Изображение: Космические эндотелиальные клетки человека

Все о космосе

591

Метеорит «Огненный шар» содержит нетронутые внеземные органические соединения

Все о космосе

498

Вода на Луне: исследования раскрывают ее тип и изобилие, что расширяет планы исследований

Все о космосе

652

Луна богаче водой, чем когда-то думали

Все о космосе

581

НАСА начнет деликатную укладку образцов астероида OSIRIS-REx

Все о космосе

552

Tupperware стреляет по звездам с помощью устройства, предназначенного для выращивания овощей в космосе

Все о космосе

468

SpaceX начинает развертывание Интернета Starlink, надеясь, что это профинансирует полеты на Марс

Все о космосе

Комментарии
Сообщество
Оцените работу движка
Календарь
«    Январь 2023    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031 
Облако тегов
Ingenio закрыта от обзора Soyuz for launching SpaceX запускает Starship в самый высокий испытательный полет и совершает аварийную посадку «Юнона» наносит на карту водный лед на северном Ганимеде Астробиологи НАСА готовятся исследовать его Венера снова стала похожа на Землю Видео Дары японских космических кораблей Древние минералы циркона с Марса раскрывают неуловимую внутреннюю структуру красной планеты Индонезия хочет заманить SpaceX на строительство стартовой площадки Испытательный полет космического корабля SpaceX в последнюю секунду был прерван Исследователи раскрывают ключевые ключи к истории Солнечной системы Капсула с образцами астероидов прибыла в Японию для исследований Китайская капсула с лунными камнями начинает возвращение на Землю Китайский корабль возвращается на Землю с лунными камнями Лабораторные эксперименты Лунный зонд готовится вернуть образцы горных пород на Землю Мировые космические достижения Мощные электрические события быстро изменяют химический состав поверхности Марса и других планетных На борту марсохода НАСА Perseverance Наклон Сатурна из Обсерватория Аресибо в Пуэрто Первая женщина Праздник для звездочетов Сердца Спецпоставка Ученые утверждают Шведский космический прибор участвует в поисках жизни вокруг Юпитера Японское космическое агентство обнаружило обширную почву и газ с астероида где лава прорвала стену марсианского кратера и начала его заполнять изучающих поверхность Луны но изменение климата сделало ее непригодной для жизни обновление пик метеоров Геминид превращение изображений в физику пролетавший мимо Земли спутник на орбите Цереры что Марс когда что темное покрытие может снизить отражательную способность спутника яркое пятно в напряженном 2020 году

Внешний вид
Panel heading without title
Panel content
Panel heading without title
Panel content

Новости про космос планеты и космические технологии