طراحی وب سایت حرفه ای

طراحی پلت فرم ارائه‌‌ می‌دهد دقت که CubeSats به اندازه جعبه کابینت نیاز به پرتو بسته کم داده های سنگین.

یک پلتفرم جدید لیزری که در MIT توسعه یافته است، ممکن است به راه انداختن ماهواره های مینیاتوری به بازی داده با سرعت بالا کمک کند.

از سال 1998، حدود 2،000 ماهواره Shoebox به نام CubeSats به فضا راه یافته است. با توجه به چارچوب ریزه کاری و این واقعیت که‌‌ می‌توان آنها را از اجزای خارج از قفسه ساخته شده، CubeSats به طور قابل توجهی ارزان تر از ساخت و راه اندازی آن از بته های سنتی است که هزینه صدها میلیون دلار سایت.

CubeSat‌ها در فناوری ماهواره‌ای تبدیل به بازی‌‌ می‌شوند، زیرا آنها‌‌ می‌توانند در گله‌ها فرستاده شوند تا بتوانند مقادیر زیادی سطح زمین را کنترل کنند. اما به عنوان ابزارهایی که به طور فزاینده قادر به کوچک سازی هستند، CubeSats را قادر به گرفتن تصاویر بسیار دقیق‌‌ می‌کنند، فضاپیمای کوچک برای مبارزه با انتقال داده های بزرگی از اطلاعات به زمین به دلیل محدودیت های قدرت و اندازه.

پلت فرم جدید لیزر برای CubeSats، که در مجله نوری مهندسی دقیق است، CubeSats را قادر‌‌ می‌سازد داده‌ها را با استفاده از منابع کمتری به میزان قابل توجهی بالاتر از آنچه در حال حاضر امکان پذیر است،. هر بار که CubeSat بیش از یک ایستگاه زمینی عبور‌‌ می‌کند، تنها چند عکس را تنها‌‌ می‌فرستد، ماهواره‌ها باید بتوانند هزاران تصاویر با وضوح بالا را با هر پروازی پیوند دهند.

Kerri Cahoy، دانشیار هواشناسی و فضانوردی در MIT‌‌ می‌گوید: برای دستیابی به مشاهدات ارزشمند از مشاهدات زمین،‌‌ می‌توان استفاده از تصاویر Hyperspectral که تصاویر را در طول موج های مختلف انجام‌‌ می‌دهند و ترابایت داده‌ها را ایجاد‌‌ می‌کنند و برای CubeSats بسیار سخت است. اما با یک سیستم lasercom با سرعت بالا‌‌ می‌توانید این تصاویر دقیق را به سرعت دانلود کنید. و من فکر‌‌ می‌کنم این قابلیت تمام رویکرد CubeSat را با استفاده از تعداد زیادی ماهواره در مدار انجام خواهد داد، بنابراین شما‌‌ می‌توانید پوشش جهانی و در زمان واقعی دریافت کنید، بیشتر از یک واقعیت.

کوهی، استاد دانشکده توسعه حرفه‌ای بین المللی راکول در MIT، همکاری با این مقاله را همراه با دانشجوی فارغالتحصیلی اودرج Cierny، که نویسنده اصلی است.

فراتر از رادیو.

ماهواره‌ها به طور معمول داده‌ها را از طریق امواج رادیویی ارسال‌‌ می‌کنند که برای لینک های با سرعت بالاتر به آنتن های زمینی فرستاده‌‌ می‌شود. هر ماهواره مهم در فضا، در باند های رادیویی با فرکانس بالا ارتباط برقرار‌‌ می‌کند که آنها را قادر‌‌ می‌سازد تا به سرعت داده های بزرگی از داده‌ها را ارسال کنند. اما ماهواره های بزرگتر‌‌ می‌توانند ظرف های بزرگتر آنتن یا آرایه های مورد نیاز برای پشتیبانی از نرخ پایین لینک را داشته باشند. CubeSat‌ها خیلی کوچک هستند و همچنین دسترسی محدود به باند فرکانسی دارند که‌‌ می‌توانند لینک های با سرعت بالا را پشتیبانی کنند.

ماهواره های کوچک‌‌ نمی‌توانند از این گروه‌ها استفاده کنند، زیرا نیاز به پاکسازی بسیاری از موانع نظارتی دارد و تخصیص به طور معمول به بازیکنان بزرگ مثل ماهواره های بزرگ ماهواره‌ای کمک‌‌ می‌کند، کوهی‌‌ می‌گوید.

هر چه بیشتر فرستنده هایی که برای downlinks داده های با سرعت بالا مورد نیاز هستند‌‌ می‌توانند از قدرت بیشتری استفاده کنند تا ماهواره های مینیاتوری بتوانند در حالی که هنوز پشتیبانی از یک بار. به همین علت، محققان به عنوان یک روش جایگزین برای CubeSats به عنوان لیزر به عنوان لیزر جایگزین نگاه‌‌ می‌کنند، زیرا آنها به طور قابل توجهی فشرده تر از اندازه هستند و کارایی بیشتری دارند، اطلاعات بیشتری را در پرتوهای پر محتوا.

اما ارتباطات لیزری همچنین یک چالش مهم را به وجود‌‌ می‌آورند: از آنجا که پرتوها بسیار باریک تر از پرتوهای امواج رادیویی هستند، دقت بیشتری را برای پرتوهای پرتو در یک گیرنده بر روی زمین‌‌ می‌گیرد.

Cahoy‌‌ می‌گوید ایستاده در پایان راهرو طولانی و نشان دادن یک پرتو چربی، مانند یک چراغ قوه، در یک هدف bullseye در انتهای دیگر،‌‌ می‌گوید. من‌‌ می‌توانم بازوی من را کمی بچرخانم. اما اگر من به جای استفاده از اشاره گر لیزری، پرتو‌‌ می‌تواند به راحتی حرکت جسد اگر من فقط کمی حرکت‌‌ می‌کند. چالش این است که لیزر را در گلدان نگه داریم، حتی اگر ماهواره را بچرخانیم.

رنگ، هدایت شده است.

ناسا ارتباطات نوری و تظاهرات سنسور از یک سیستم ارتباطی لیزر CubeSat استفاده‌‌ می‌کند که اساسا تمام ماهواره‌ها را راهنمایی و تکان‌‌ می‌دهد تا تابش اشعه لیزر خود را با یک ایستگاه زمینی. اما این سیستم فرماندهی نیاز به زمان و منابع دارد و برای دستیابی به نرخ داده بالاتر، یک لیزر قوی تر‌‌ می‌تواند از یک بخش بزرگ از ماهواره‌ها استفاده کند و مقادیر قابل توجهی از گرما را در اختیار داشته باشد.

کوهی و تیم او برای ایجاد یک سیستم دقیق لیزری اشاره نمودند که‌‌ می‌تواند مقدار انرژی و زمان مورد نیاز برای downlink را به حداقل برساند و استفاده از لیزرهای باریک کمتری را به وجود‌‌ می‌آورد اما هنوز هم به میزان بالاتر انتقال داده‌ها دست‌‌ می‌یابند.

این تیم یک پلت فرم اشاره به لیزر، کمی بزرگتر از یک مکعب روبیک است که شامل یک آینه کوچک MEMS قابل کنترل و کوچک است. آینه که کوچکتر از یک کلید تنها بر روی یک صفحه کلید کامپیوتر است، به یک لیزر کوچک روی‌‌ می‌دهد و زاویه دار است تا لیزر بتواند از آینه به فضا بیرون بیاید و به سمت گیرنده زمین برسد.

Cierny‌‌ می‌گوید حتی اگر کل ماهواره کمی ناهموار باشد، هنوز‌‌ می‌توانید آن را با این آینه درست کنید. اما این MEMS آینه به شما‌‌ نمی‌دهد بازخورد در مورد جایی که theyre اشاره. بگو آینه در سیستم شما غیر قابل تنظیم است، که‌‌ می‌تواند پس از برخی از ارتعاشات در هنگام راه اندازی اتفاق بیفتد. چگونه‌‌ می‌توانیم برای این کار درست کنیم و بدانیم که دقیقا کجا قرار داریم؟

به عنوان یک راه حل، Cierny یک روش کالیبراسیون ایجاد کرد که تعیین‌‌ می‌کند که چقدر یک لیزر از مقصد ایستگاه زمینی خود ناسازگار است و به طور خودکار زاویه‌ی آینه را اصلاح‌‌ می‌کند تا دقیقا به لیزر در گیرنده آن اشاره شود.

این روش شامل رنگ اضافی لیزر و یا طول موج، به سیستم نوری. بنابراین به جای فقط پرتو داده‌ها از طریق رفتن، پرتو‌ها دوم از رنگ های مختلف از طریق با آن ارسال‌‌ می‌شود. هر دو پرتوهای گزاف گویی کردن آینه و پرتو‌ها عبور از شکاف dichroic پرتو نوع نوری عنصر که طول موج خاصی از نور را در این مورد diverts رنگ اضافی دور از پرتو اصلی. بقیه نور لیزر سفر کردن به سوی یک ایستگاه زمینی، پرتو انتقال یافته را به یک دوربین پردازنده کارگردانی. این دوربین همچنین‌‌ می‌تواند دریافت uplinked پرتو لیزر و یا فانوس دریایی به طور مستقیم از پایگاه زمینی; این ماهواره به نقطه در سمت راست زمین هدف فعال کردن استفاده‌‌ می‌شود.

اگر پرتو چراغ و کالیبراسیون پرتو زمین در دقیقا همان نقطه در آشکارساز دوربین پردازنده، سیستم تراز وسط قرار دارد و محققان‌‌ می‌تواند مطمئن قرار لیزر برای downlinking به پایگاه زمینی. اگر زمین با این حال، تیرها در نقاط مختلف ردیاب دوربین الگوریتم توسعه یافته توسط Cierny هدایت آینه MEMS پردازنده برای نکته یا شیب به طوری که realigns نقطه پرتو لیزر‌ها با ایستگاه زمینی فانوس دریایی نقطه.

آن مانند گربه و موش دو نقطه به دوربین و شما‌‌ می‌خواهم به نکته آینه طوری است که یک نقطه بالای دیگر،‌‌ می‌گوید Cahoy.

به دقت روش test، محققان آزمایشگاه تنظیم نیمکت است که پلت فرم اشاره گر لیزری و لیزر مانند چراغ سیگنال از مد افتاده. راه اندازی سناریو که در آن ماهواره‌ای در ارتفاع 400 کیلومتری بالای زمین ایستگاه پرواز‌‌ می‌کند و انتقال داده‌ها در طول 10 دقیقه گذشتن تقلید طراحی شد.

آنها تعیین حداقل مورد نیاز اشاره دقت در 0. milliradians 65 اندازه گیری که مربوط به خطای زاویه‌ای است که قابل قبول برای طراحی خود را به. در آزمایش های خود آنها متنوع زاویه ورودی چراغ لیزر و چگونه آینه مخفیگاه آنان و کج برای مطابقت با چراغ مشاهده. در پایان، روش‌ها به دست آورد دقت 0. 05 milliradians دقیق تر از آنچه مورد نیاز ماموریت.

Cahoy‌‌ می‌گوید که نتیجه این معنی است که آن دقیقا پرتوهای لیزر حتی باریک تر از اصل برنامه ریزی شده، که به نوبه خود CubeSats برای انتقال حجم زیادی از داده ها، مانند تصاویر و فیلم‌ها از پوشش گیاهی‌‌ می‌تواند تراز‌‌ می‌تواند روش tweaked‌‌ می‌توانید به راحتی، آتش سوزی فیتوپلانکتون اقیانوس و گازهای جوی در نرخ داده بالا.

این نشان‌‌ می‌دهد که شما‌‌ می‌توانید سیستم کم قدرت که این پرتوهای باریک‌‌ می‌تواند در این پلت فرم کوچک است که عامل 10 تا 100 کوچکتر از هر چیزی که تا کنون ساخته شده است برای انجام کاری مثل این قبل از اینکه‌‌ می‌گوید Cahoy مناسب. تنها چیزی که هیجان انگیز تر از نتیجه آزمایشات این است که این از مدار انجام‌‌ می‌شود. این واقعا انگیزه ساخت این سیستم‌ها و گرفتن آنها وجود دارد.

با پشتیبانی از ریاست ماموریت تکنولوژی فضایی ناسا به عنوان بخشی از ماموریت جدید CubeSat Lasercom مادون قرمز مصرفی (کلیک کنید) در همکاری با مرکز تحقیقات Ames ناسا و دانشگاه فلوریدا, تیم امیدوار به انجام درست آن.

این تحقیق در قسمت مرکز Deshpande دانشگاه MIT برای نوآوری های فن آوری و ناسا پشتیبانی, بود.

طراحی سایت

لطفاً در مورد مطلب فوق ستاره بدهید :