Лазеры повышают скорость передачи и получения данных

Современные технологии открывают перед исследователями глубокого космоса широкие возможности. Однако они имеют один существенный недостаток: данные передаются и получаются с существенными временными задержками.

Это может иметь негативные последствия в особенности, если речь касается передачи больших объемов информации или срочных данных. Такие же задержки происходили бы и при общении с космическими аппаратами и членами экипажа в ходе их путешествия на Марс. Так, например, двухсторонняя задержка при связи с Марсом по радиоканалу достигает 31 минуты. Согласно недавнему исследованию, это может отрицательно повлиять на производительность экипажа и его эмоциональное состояние.

В рамках исследования Comm Delay Assessment ученые определили, могут ли задержки связи, с которыми предстоит столкнуться будущим экипажам длительных миссий по исследованию астероидов или Марса, повлиять на производительность и благосостояние его членов. Для этого был проведен эксперимент: трое членов экипажа на борту Международной космической станции и контролеры миссии на Земле выполнили 10 задач – шесть без задержки связи и четыре с задержкой в 50 секунд. Проанализировав результаты такого эксперимента, ученые определили, что при высоком качестве связи (без задержек) производительность и настроение членов экипажа были выше.

«Члены экипажа сообщили, что задержки связи вызвали дискомфорт», - говорит главный исследователь Ларри Палинкас. «Выполнение задачи заняло больше времени, потому как астронавтам и контролерам миссии приходилось задавать дополнительные вопросы, чтобы уточнить непонятные детали». К прочим отвлекающим факторам члены экипажа отнесли фоновый шум на космической станции и попытки астронавтов задавать свои вопросы в момент, когда другие общаются с Землей.

По словам Палинкаса, члены экипажа были единогласны в том, что возможность быть понятыми другими является ключевым аспектом качества связи.

«Интервью с членами экипажа открыло нам много новой информации», - добавляет Палинкас. «Они объяснили нам, как по их субъективным оценкам задержка связи при общении с Землей сказывается на продуктивности и настроении, а также внесли свои предложения для улучшения связи с Землей, в особенности при подготовке длительных космических миссий».

В частности члены экипажа предложили задавать более развернутые вопросы и готовить их заранее, а также практиковать задержки связи при подготовке к миссии. Другие предложения были связаны с использованием существующих коммуникационных технологий (например, устройств видеосвязи), а также с развитием новых, которые могли бы уменьшить задержки.

Одна из таких технологий была изучена в ходе исследования Optical Payload for Lasercomm Science (OPALS). Ученые доказали, что использование лазерной связи вместо радиоволн позволит передавать больше данных на более высоких скоростях. В июне 2014 года с помощью лазера НАСА успешно передало высококачественное видео из космоса на Землю со скоростью 50 мегабит в секунду. Это 175-мегабитное видео стало первым шагом к улучшению обмена данными между Землей и орбитой, а также более отдаленными горизонтами. Целенаправленная энергия лазера обещает сделать скорость передачи данных от 10 до 100 раз выше существующих показателей. Успех эксперимента OPALS является важным шагом к повышению скорости обмена данными с космическими аппаратами на низкой околоземной орбите.

«Связь в оптическом диапазоне способна частично разрешить проблему временных задержек», - говорит Абхиджит Бисвас, главный исследователь проекта OPALS. «Это, безусловно, может помочь при передаче больших объемов данных, которые могут включать голосовые файлы и потоковое видео».