月球上面也可以上网? 激光望远镜系统的原理解析

时间:2017-07-06 08:59来源:环球网作者:yeyan 点击:
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摘要:鉴于我们处在太空探索和发现的一个激动人心时期,我们的互联网需求可能很快就会超出地球范围。考虑到这一点,我们先来谈谈月球的互联网接入问题。

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  鉴于我们处在太空探索和发现的一个激动人心时期,我们的互联网需求可能很快就会超出地球范围。考虑到这一点,我们先来谈谈月球的互联网接入问题。

 

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  互联网的真正价值是它能够使主机和计算机之间的数据传输变得很容易,但这并非长距离共享信息的唯一方式。

 

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  对于与太空探索有关的数据传输,通常都会使用射频数据传输(即无线电频率数据传输)技术 ,因为其可靠和简单,尽管很慢。

 

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  然而,对快速信息传输的需求变得越来越重要,并且随着未来更多的卫星和远距离的太空旅行,我们将需要更快的传输速度。

 

  如果采用射频数据传输技术,高分辨率图像以及视频需要大量的时间才能完成传输,这在一个渴望速度和即时满足的社会中根本行不通。

 

  鉴于此,麻省理工学院(MIT)和美国宇航局(NASA)的研究人员联合起来解决这个问题。经过多年的不懈努力,科学家已经开发出一种基于激光的望远镜系统,可以给未来月球上的宇航员以及深空探测提供快速的互联网接入。

 

  激光望远镜系统的原理如下:四架地面望远镜把经过编码的红外脉冲发射到太空中,然后被安装在绕月球运转的卫星上的望远镜捕获。地球大气会轻微地干扰脉冲信号,这就是为什么需要发射四个同步的脉冲信号,这能使连接保持稳定和完整。随后,卫星上的望远镜把红外光束聚焦到光纤上,光纤中的光检器把光的闪烁解释为电脉冲,然后再将其转换成数据资料。

 

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  然而,跨越从地球到月球的近40万公里会带来严峻的挑战。研究人员承认,由于大气的干扰(使光弯曲),信号相当不稳定,并且望远镜还需要不断重新计算以匹配轨道上的卫星。尽管如此,从地球到月球的下载和上载速度非常惊人,实际上比美国的平均网速还快。

 

  利用激光望远镜系统,在如此远距离的情况下,上载速度达到了19MB/s,而下载传输速率甚至更快,达到了惊人的622MB/s,比现有的射频传输速度快4000多倍!

 

  为什么互联网在月球上真的很重要?

 

  那么,鉴于大多数人永远不会登上月球,或者甚至宇宙飞船,所以很难想到这样一个强大的互联网传输系统的实际用途。不过,要想想那些长年累月生活在太空的宇航员!太空站上的宇航员将能够使用这项技术观看他们喜欢的网络节目,说不定他们也想追剧。

 

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  然而,从功能和科学的角度来看,能够在外太空提供快速的互联网连接意味着信息可以更高效地传回地球。例如,在2015年飞掠冥王星的新地平线号探测器,平均传输速率仅为1.5KB/s,其收集到的数据耗时一年多才全部传回地球。

 

  此外,一旦我们在月球上建立了殖民地,我们将能够与地球上的亲朋好友分享月球生活!

 

  虽然这项技术肯定有局限性,但肯定还会再进一步发展。在更遥远的未来,随着人类更加深入到太空,这将需要进一步扩大互联网的覆盖面。当人类踏上火星时,说不定他们可以在这颗红色星球上直接下载《火星救援》呢!

【光粒网综合报道】( 责任编辑:yeyan )
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