НАСА и другие космические агентства в настоящее время связываются с космическими полетами на радиоволнах. Современные протоколы связи были разработаны для миссий Аполлон, их было достаточно для нескольких полетов людей на Луну, текущих роботизированных миссий и связи с астронавтами на Международной космической станции.
Даже сейчас коммуникационные возможности используются практически до предела, и все чаще ищут способы уменьшить объем получаемой информации без потери полезных данных. По мере того как люди начинают больше летать в космос — возвращаясь на Луну, летая на Марс, возможно, копая астероиды, расширяя возможности проживания в ближнем космосе — инфраструктуру связи также необходимо будет улучшить.
Недавно группа ученых предложила и протестировала систему, основанную на световых лучах вместо радио.
Использование видимых лучей намного эффективнее радио, поскольку меньшая длина волны позволяет передавать данные быстрее; с другой стороны, видимые лучи больше подвержены влиянию рассеяния и других помех, что затрудняет сохранение сигнала неизменным.
Исследователи протестировали следующую методологию: другой сигнал известной формы отправляется вместе с сигналом, кодирующим данные, и затем они объединяются в один общий проверочный сигнал. Полученные данные распаковываются, зная опорный и комбинированный сигналы, что устраняет большинство ошибок. Сигнал поддерживается в таком высоком качестве, что практически один фотон может закодировать один бит полезной информации.
Экспериментально достигнутая пропускная способность 10 гигабит в секунду в десять раз выше, чем у лучших современных космических технологий. Конечно, до практического применения еще далеко, но это уже вопрос инженерной мысли, а не фундаментальных научных решений.
Результаты исследования опубликованы в Light: Science & Applications.
