В ГК «Роскосмос» планируют в 2021 году провести второй эксперимент по созданию высокоскоростной линии лазерной связи между российским сегментом Международной космической станции (МКС) и Землей.
Первый раз лазерную систему для передачи данных между МКС и Землей российские специалисты использовали с 2011 по 2013 годы, выполнив более 100 сеансов связи.
В тестах достигли скорости более 600 Мбит в секунду, то есть удавалось передавать 75 мегабайт информации в секунду. Однако в эксплуатацию система не пошла.
В новом эксперименте планируется достичь скорости передачи данных порядка 10 Гбит в секунду, то есть передавать за это время 1,25 Гигабайта информации.
Помимо связи с Землей, на втором этапе планируется установление лазерного канала связи между МКС и космическим аппаратом на скорости 1,2 Гбит в секунду.
Работы над лазерными линиями связи ведутся во всех высокоразвитых странах мира таких, как США, Япония, Германия, Франция и Китай.
Российские космонавты могут связаться с Центром управления полетами в круглосуточном режиме.
Однако, через российские средства связь обеспечивается только при полете над территорией России. Когда станция выходит за ее пределы — для связи с российскими наземными службами космонавты используют американские каналы спутниковой связи.
Первый эксперимент
Космический эксперимент «СЛС» проводился с целью отработки и демонстрации российской технологии и аппаратуры приема-передачи информации по космической лазерной линии связи.
Задачами эксперимента «СЛС» являются:
— отработка в условиях космического полета на РС МКС основных технологических и конструктивных решений, закладываемых в штатную аппаратуру межспутниковой лазерной системы передачи информации;
— отработка технологии приема-передачи информации с использованием лазерной линии связи;
— исследование возможности и условий работоспособности лазерных линий связи «борт КА – наземный пункт» при различном состоянии атмосферы.
Ссылка на первый завершившийся эксперимент «СЛС — Отработка системы лазерной связи для передачи больших массивов информации (со скоростью до 256 Мбит/с) от целевой аппаратуры КЦН РС МКС» находится тут.
В течение 2011 года успешно проведены первые тестовые сеансы эксперимента, во время которых аппаратура БТЛС (бортовой терминал лазерной связи) установленная на РС МКС работала в режиме обнаружения, захвата и сопровождения НТЛ, установленного на Станции оптических наблюдений (СОН) «Архыз» на Северном Кавказе.
Все задействованные в сеансах системы и приборы БТЛС и НЛТ функционировали в штатном режиме, была продемонстрирована возможность взаимного наведения и сопровождения по маякам с точностью меньше 2 угл. с, что достаточно для проведения экспериментальных сеансов лазерной связи с высокоскоростной передачей целевой информации.
Во время тестовых сеансов также была продемонстрирована возможность работы системы в условиях разорванной облачности, как сквозь облака (при малой плотности), так и с прерыванием связи на время прохождения плотных облаков.
2 октября 2012 года с Российского сегмента Международной космической станции на лазерный терминал наземного пункта станции оптических наблюдений «Архыз» на Северном Кавказе (филиал ОАО «НПК «СПП») по лазерному каналу была передана широкополосная информация — был организован первый сеанс с передачей целевой информации (тест-картинки) со скоростью 125 Мбит/с.
Тест-картинка передавалась непрерывно в цикле, что позволило полуколичественно оценить изменение качества линии по зашумленности принимаемых изображений.
Общий объем переданной информации составил 2,6 Гбайт. Полезный объем переданных данных составил 732 Мбайт. Наибольший принятый безошибочно блок составил 38 998 937 байт. Вероятность ошибки изменялась в зависимости от расстояния от НЛТ до МКС от 3,2х10(-9) до 3х10(-3).
Этот шаг открывает дорогу к широкому внедрению в космическую технику России лазерных линий связи, которые при меньших массогабаритных параметрах бортовой аппаратуры потенциально могут обеспечивать исключительно высокую скорость информационного потока (до десятков гигабит в секунду).
Организации, проводившие первый эксперимент СЛС: РКК «Энергия» им. СП. Королева; ФГУП «НИИ прецизионного приборостроения»; ЦУП-М; РГНИИЦПК им. Ю.А. Гагарина; в/ч 32103.
Аппаратура первого эксперимента:
Документ с результатами первого эксперимента СЛС находится тут.
Второй эксперимент
Ссылка на второй планируемый эксперимент «СЛС-2 — Отработка высокопроизводительной системы лазерной связи нового поколения для передачи на Землю по космическим и атмосферным каналам связи больших массивов информации от целевой аппаратуры КЦН РС МКС» находится тут.
Задачи эксперимента СЛС-2:
— отработка в условиях космического полета на РС МКС основных технологических и конструктивных решений, закладываемых в аппаратуру межспутниковой лазерной системы передачи информации (МЛСПИ) нового поколения;
— отработка технологии приема/передачи высокоскоростных потоков информации (до 10 Гбит/с) с использованием космических и атмосферных каналов лазерной связи.
При разработке аппаратуры терминала БТЛС-2 используется опыт, полученный при создании БТЛС и результаты эксперимента «СЛС», а также принципы и конструкция узлов терминалов, разрабатываемых в АО «НПК «СПП» (АО «Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения»).
Предлагаемая конструкция может быть прототипом лазерного терминала допускающего как ретрансляцию информации через спутники на геостационарной орбите, так и прямую передачу на наземный пункт.
В результате эксперимента предполагается довести аппаратуру и алгоритмы работы до уровня опытной эксплуатации.
Результаты эксперимента также позволят получить дополнительную информацию о прохождении излучения в направлении КА-земля.
Автор: denis-19
