Китайські вчені успішно завершили серію орбітальних випробувань двостороннього лазерного зв'язку між Землею та Місяцем, продемонструвавши стабільну швидкість передачі даних до 100 Мбіт/с на відстані понад 400 000 км. Про це повідомляє інформаційне агентство Xinhua, на яке посилається РБК-Україна. За оцінками дослідників, створена «інформаційна автомагістраль» стане ключовою інфраструктурою для майбутніх пілотованих місій на Місяць та будівництва міжнародної наукової станції, забезпечуючи швидку передачу великих обсягів наукових даних, знімків високої роздільної здатності та відеоматеріалів у режимі реального часу.
Три інженерні задачі, які довелося вирішити
Під час розробки системи для роботи на місячній відстані китайським спеціалістам вдалося подолати три фундаментальні технічні проблеми. Перша — точність наведення променя: через коливання супутника та атмосферну турбулентність навіть найменше відхилення кута променя на Землі спричиняє зміщення плями на поверхні Місяця на кілька кілометрів. Друга — згасання сигналу: після подолання 400 000 км лазерний промінь ослаблюється до рівня окремих фотонів, які надходять на приймальний телескоп на тлі завад від сонячного, місячного та міського світла. Третя — пропускна здатність: необхідність забезпечення високої швидкості обробки даних в умовах екстремального шуму каналу.
Як китайські інженери обдурили фізику
Для компенсації відхилень променя дослідники розробили систему трекінгу, що враховує орбітальні затримки, оптичну та атмосферну рефракцію. Це дозволило утримувати вузький лазерний пучок на приймальному антені на Місяці попри безперервний рух обох точок зв'язку. Для виділення слабкого сигналу з фонового шуму були застосовані високоскорісні детектори надпровідних одиночних фотонів — пристрої, здатні фіксувати окремі кванти світла і тим самим відновлювати інформаційний потік, який у традиційних мікрохвильових радіоканалах просто втрачався б в інтерференції.
Результати випробувань та перспективи застосування
Під час серії тестувань спеціалісти досягли стабільної швидкості двосторонньої передачі даних на рівні до 100 Мбіт/с. Порівняно з традиційними мікрохвильовими радіоканалами, лазерний зв'язок забезпечує значно вищу щільність передаваного потоку на одиницю потужності випромінювання, що критично важливо за обмежених енергетичних ресурсів орбітальних та місячних апаратів. Китайські вчені наголошують, що створена інфраструктура буде задіяна під час організації пілотованих експедицій на Місяць та під час зведення міжнародної наукової станції, де обсяги телеметрії та мультимедійних даних багаторазово перевищать можливості існуючих радіоканалів.
Контекст: місце Китаю в гонці місячних технологій
Досягнення китайської сторони вписується в загальну траєкторію національної космічної програми, що включає автоматичні та заплановані пілотовані місячні місії, а також створення орбітальної інфраструктури. Лазерний зв'язок на міжпланетних та околомісячних дистанціях давно розглядається як одне з пріоритетних напрямків у космічній галузі: NASA та ESA також ведуть розробки в цій сфері, однак публічне підтвердження стабільної двосторонньої передачі на рівні 100 Мбіт/с на дистанції понад 400 000 км робить Китай першою державою, що продемонструвала такий результат в умовах реальних орбітальних випробувань.
