Исследователи Технического университета Чалмерса разработали усовершенствованную оптическую систему связи, способную передавать изображения, видео и данные с космических зондов на Землю с помощью света. Эта инновация решает проблемы ухудшения сигнала на больших расстояниях, требуя высокочувствительных приемников и безшумных усилителей.
Система использует оптические лазерные лучи вместо радиоволн, поскольку свет демонстрирует меньшую потерю сигнала на больших расстояниях. Тем не менее, оптическая связь все еще сталкивается с проблемами из-за ослабления сигнала. Новая система включает в себя безшумный усилитель и ультрачувствительный приемник, что улучшает возможности передачи данных.
Питер Андрексон, профессор фотоники в Чалмерсе и соавтор исследования, опубликованного в журнале Optica, заявил: "Мы можем продемонстрировать новую оптическую систему связи с приемником, который более чувствителен, чем ранее показано при высоких скоростях передачи данных. Это позволяет более быструю и надежную передачу данных на большие расстояния, например, отправку изображений высокого разрешения с Луны или Марса на Землю."
Система исследователей включает оптический усилитель, который минимизирует шум, позволяя восстанавливать ослабленные сигналы. Предыдущие попытки уменьшить шум не увенчались успехом в практических приложениях, но новый подход упрощает конструкцию передатчика, сохраняя при этом высокую чувствительность.
Генерируя две из трех необходимых световых частот на приемнике, а не на передатчике, команда Чалмерса успешно интегрировала безшумный усилитель в оптическую систему связи. Это достижение позволяет использовать обычные лазерные передатчики, уже имеющиеся на спутниках и космических зонда.
Импликации этой технологии могут решить текущую проблему узкого места в сборе данных из космоса, известную как "узкое место научного возврата", которое препятствует скорости передачи научных данных. Андрексон выразил оптимизм, заявив: "Мы считаем, что наша система является важным шагом на пути к практическому решению этой проблемы."
Следующий этап включает в себя полевые испытания оптической системы связи на Земле, а затем испытания в связи между спутниками и Землей.
Исследование под названием "Ультранизкий шум, предварительно усиленный оптический приемник с использованием обычной передачи на одной длине волны" было написано Расмусом Ларссоном, Руваном У Уирасурией и Петером Андрексоном при финансировании Шведского совета по исследованиям.