Учени разработиха революционна технология за оптична комуникация в дълбокия космос

Шведски учени представиха нова технология, която може да доведе до революция в оптичната комуникация в дълбокия космос. Екипът от Технологичния университет Chalmers е създал безшумен усилвател и свръхчувствителен приемник, които могат да позволят точно предаване на данни на големи разстояния. Този пробив отваря вратата към развитието на междупланетната комуникация.

Оптична комуникация вместо радиовълни

Възприетите по-рано технологии за търсене на извънземен разум често са били критикувани заради използването на радиосигнали. Радиокомуникацията, уязвима от загуба на сигнала на огромни разстояния вече не е актуална, особено когато става въпрос за междупланетна комуникация. С развитието на космическите програми, насочени към изследване на Марс и далечните предели на Слънчевата система необходимостта от надеждни комуникации на големи разстояния никога не е била по-голяма.

Оптичните комуникации са много по-слабо податливи на влошаване на сигнала, но и тук има предизвикателства: светлината, която пренася сигнала избледнява с течение на времето. Това изисква изключително чувствителни приемници на Земята за точно приемане на данните.

Новата разработка

За да реши този проблем, екипът на професор Питър Андрексън разработва усилвател, който увеличава чувствителността на приемника. Светлината се разсейва на разстояние. Това явление може да се сравни с разширяващия се лъч на фенерче. Усилвателят на Чалмърс запазва сигнала, сякаш го отразява от повърхност, като не позволява на светлината да се „разтвори“. По-ранните устройства от този тип са срещали практически трудности, но последната версия на усилвателя обещава значително да подобри комуникацията на големи разстояния.

Решението включва фазово-чувствителен оптичен усилвател, който работи без добавяне на шум, позволявайки на приемника да улавя сигнала дори при ниска мощност. Системата използва три светлинни честоти, две от които се генерират от приемника, а третата – от предавателя. Този подход свежда до минимум изискванията към предавателното устройство, което е особено полезно за използване в компактни космически апарати.

Решение за НАСА

Съвременните космически апарати като Вояджър 1 и Europa Clipper са оборудвани с модерни инструменти за изследване на космоса. Количеството данни, които обаче НАСА може да получи все още е ограничено. Изследователите от Chalmers се надяват, че тяхната разработка ще бъде стъпка към решаване на проблема с преноса на данни, което ще направи космическите мисии по-ефективни. В бъдеще технологията ще бъде тествана в наземна и космическа среда.

Статията „Ultralow-Noise Preamplified Optical Receiver Using Conventional Single-wavelength Transmission“ е публикувана на 28 октомври в списание Optica.