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
484

Марсоход НАСА Perseverance находится на полпути к Марсу

Все о космосе

482

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

Все о космосе

434

Геологи моделируют почвенные условия, чтобы помочь выращивать растения на Марсе

Все о космосе

433

Изображение: Космические эндотелиальные клетки человека

Все о космосе

473

Метеорит «Огненный шар» содержит нетронутые внеземные органические соединения

Все о космосе

423

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

Все о космосе

543

Луна богаче водой, чем когда-то думали

Все о космосе

425

НАСА начнет деликатную укладку образцов астероида OSIRIS-REx

Все о космосе

450

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

Все о космосе

425

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

Все о космосе

Комментарии
Сообщество
Оцените работу движка
Календарь
«    Июнь 2022    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930 
Облако тегов
Double Dragons NSF планирует вывести из эксплуатации 305 SpaceX Dragon beats shuttle SpaceX запускает поставки для космической станции Аргентина Астрономы Техаса возрождают идею создания «Абсолютно большого телескопа» на Луне Выход на орбиту американо Задержка полета экипажа SpaceX Исследование исследует Капсулы SpaceX впервые припаркованы бок о бок на станции Китайский космический корабль с лунными камнями стартует с Луны Магнитные волны объясняют загадку внешнего слоя Солнца Миссия НАСА по тестированию технологий для роя спутников НАСА исследует солнечный ветер с новым взглядом на небольшие солнечные структуры На изображениях видно Национальная солнечная обсерватория предсказывает большое пятно на День Благодарения Особенности ледяного потока в южном полушарии Марса показывают влияние недавних климатических циклов Первый CubeSat с двигателем на эффекте Холла отправился в космос Поймайте тонкое лунное затмение Прекращение испытания ракеты могло остановить выстрел НАСА на Луну Россия осуществила «успешный» второй пуск новой ракеты Скалы показывают Солнечное затмение погружает юг Чили Спутники для отслеживания поездов и повышения безопасности железнодорожного транспорта У Маска неоднозначные результаты по COVID Физик предлагает населенный людьми мега Чили ждет полного солнечного затмения Шесть космических миссий Японский космический зонд для доставки астероидной пыли на Землю Японское космическое агентство приветствует возвращение астероидной пыли на Землю воздушные шлюзы и астероиды гоняющиеся за северным сиянием запуск французского спутника Таранис й грузовой миссии SpaceX метровый телескоп обсерватории Аресибо из соображений безопасности но наблюдения НЛО неубедительны открывающая путь к колонизации Луны помогают открыть новую функцию STEVE раскрывающие тайну спутника Марса Фобос что гравитация влияет на гены

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

Новости про космос планеты и космические технологии