無線電技術(shù)將成過去式 航空航天正在使用新的通信方法

作為廣播向一般公眾，雖然我們從站接收的圖像被發(fā)送活，它們?nèi)匀痪哂屑s30秒的（輕微的）延遲-由于信號處理和傳輸。該信號一旦發(fā)射，實(shí)際上通過跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星（通常稱為“TDRS”，“跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星”）進(jìn)行處理，并直接下降到休斯頓。

物聯(lián)網(wǎng)星座

今天有數(shù)十個(gè)衛(wèi)星星座（幾顆衛(wèi)星同時(shí)運(yùn)行），包括定位系統(tǒng)，電信服務(wù)和遙感。這些星座都屬于航空航天領(lǐng)域的主要參與者，最近屬于政治大國。中國計(jì)劃在3年內(nèi)推出72顆專用于物聯(lián)網(wǎng)的納米衛(wèi)星，與俄羅斯和歐洲相同。然而，在陸地部署LoRa，Sigfox甚至是最先進(jìn)的蜂窩技術(shù)后，運(yùn)營商正在尋找明星。有幾家公司正在考慮將自己的衛(wèi)星發(fā)射到軌道上。

這些運(yùn)營商包括Objenious和Sigfox。在2018年，Sigfox與Eutelsat簽署了一項(xiàng)合作協(xié)議，以利用后者已經(jīng)發(fā)射的納米衛(wèi)星并開發(fā)自己的網(wǎng)絡(luò)，稱為“0G”。另一方面，Objenious打算創(chuàng)建一個(gè)結(jié)合地面和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的混合網(wǎng)絡(luò)。

請注意，這個(gè)想法不是創(chuàng)建新的IoT協(xié)議，而是使現(xiàn)有協(xié)議與空間頻段兼容。Objenious并不打算放棄其LoRa模塊的開發(fā)，而是希望最終只有一個(gè)支持多種技術(shù)的模塊。

雄心勃勃，不是嗎？通過這樣做，運(yùn)營商打算覆蓋整個(gè)區(qū)域，特別是當(dāng)前解決方案未涵蓋的區(qū)域。在這些地區(qū)中，我們發(fā)現(xiàn)海域的很大一部分，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的部署比安裝天線便宜。如果我們?yōu)檫@一目標(biāo)增加與空間開發(fā)相關(guān)的有利稅收，那么運(yùn)營商進(jìn)入21世紀(jì)的太空競賽似乎是未來幾年的主要趨勢之一。

你聽說過Voyager計(jì)劃了嗎？這是美國宇航局為探索最偏遠(yuǎn)的行星（如土星或木星）而建立的太空計(jì)劃。旅行者1號是1977年送入太空的兩個(gè)探測器之一。它于2012年離開太陽系。即使在今天，距離地球超過200億公里，探測器仍能與我們溝通一些信息。怎么可能？該通信系統(tǒng)由直徑超過3.7米的拋物面天線實(shí)現(xiàn)，該天線支持來自地球的無線電波的發(fā)射和接收。

今天，探測器僅傳輸非常少量的信息，到達(dá)地球需要20多個(gè)小時(shí)。

光學(xué)解決方案

去年，歐洲航天局宣布部署一顆通信衛(wèi)星，成為低軌道與地球之間的主要接力。在此之前，這些位于低軌道（距地球表面36,000公里以下）的衛(wèi)星必須在地球上的一個(gè)中繼點(diǎn)上進(jìn)行通信。這顆新衛(wèi)星將檢索這些信息并將其發(fā)送到更高的地球靜止軌道上更容易進(jìn)入的地面中繼點(diǎn)。

雖然空間和地球之間的通信通常是通過無線電波進(jìn)行的，但該項(xiàng)目的創(chuàng)新特點(diǎn)是使用激光，允許比迄今使用的技術(shù)（速度快10到100倍）更高的吞吐量，以及更低的能耗。但NASA并沒有被排除在外，并且還希望到2020年通過在現(xiàn)有衛(wèi)星和國際空間站上安裝光子調(diào)制解調(diào)器（允許使用光學(xué)解決方案）來部署新網(wǎng)絡(luò)。然后，NASA將從更小，更便宜的解決方案中受益。

光通信前景光明，因?yàn)槌嗽试S空間物體與地球之間的對話之外，它們還有助于促進(jìn)幾個(gè)領(lǐng)域（特別是氣象學(xué)）的科學(xué)研究，以及今天仍然不可能實(shí)現(xiàn)的即時(shí)性。美國宇航局甚至宣布有可能從其他星球的表面發(fā)送視頻！您需要的唯一物聯(lián)網(wǎng)每周時(shí)事通訊！

無線電波的結(jié)束？

然而，無線電波還沒有他們的遺言。它們?nèi)匀痪哂性S多優(yōu)點(diǎn)，例如更好的抗氣候條件。實(shí)際上，光束目前在雪或陰雨天氣中不值得信賴，并且可能受到單個(gè)云的干擾（更不用說其他行星的大氣條件）。此外，該技術(shù)僅在通信需要高吞吐量時(shí)才有意義。

而且安裝費(fèi)用昂貴！所有地面基礎(chǔ)設(shè)施都必須建成，因?yàn)榧す饧夹g(shù)與無線電技術(shù)完全不同; 后者基于美國宇航局的“深空網(wǎng)絡(luò)”（國際天線網(wǎng)絡(luò)）。為了能夠擴(kuò)展光通信的使用，除了在天氣好的地區(qū)建立新的電臺(tái)之外別無選擇。換句話說，還有很長的路要走。

PS：曾經(jīng)聽說太空黑客？

在20世紀(jì)40年代，美國陸軍希望利用隕石進(jìn)入大氣層時(shí)留下的離子化痕跡，進(jìn)行長距離通信。這些電離軌跡能夠反射一些無線電波。

應(yīng)該指出的是，太空不僅是大國的游樂場！自1953年以來，那些對無線電通信充滿熱情的太空黑客開始對這個(gè)話題感興趣。當(dāng)電臺(tái)“預(yù)約”發(fā)送和接收波時(shí)，大多數(shù)通信都是可能的。但由于他們幾乎不可能定義流星軌道是否在適當(dāng)?shù)臒o線電通信位置，因此通常會(huì)連續(xù)發(fā)送相同的消息，直到接收站確認(rèn)收到相同的消息。但是，已經(jīng)建立了協(xié)議來調(diào)節(jié)這些傳輸。

流量卡之家了解到，通過使用流星的電離軌跡，太空黑客能夠傳播無線電信息，而無需等待接收站事先準(zhǔn)備好。通過語音或摩爾斯電碼，無數(shù)的消息被交換到2000年代，當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)程序用更復(fù)雜的傳輸系統(tǒng)取代了這些方法（被認(rèn)為是過時(shí)的）。