Об этом сообщает Daily Galaxy.

Смотрите также В космосе обнаружили загадочный сигнал происхождение которого не могут объяснить

Что вообще произошло?

В китайской провинции Юньнань на базе обсерватории Лицзян провели эксперимент, который привлек внимание специалистов по спутниковым коммуникациям. Сигнал поступал со спутника на геостационарной орбите – примерно в 36 тысячах километров от Земли. Перед тем как попасть к приемнику, лазерный луч проходил сквозь атмосферу, где турбулентные воздушные потоки могли рассеивать и деформировать свет.

Это означало, что задачей было не просто принять передачу из космоса, а восстановить четкие данные из уже искаженного сигнала. Именно поэтому экспериментальная наземная система была построена вокруг телескопа диаметром 1,8 метра и сложного модуля коррекции из 357 микрозеркал. Они непрерывно меняли положение в реальном времени, компенсируя искривление световой волны.

Как китайским ученым удалось ускорить космическую связь?

Исследование, опубликовано в журнале Acta Optica Sinica, возглавили ученые У Цзянь из Пекинского университета почты и телекоммуникаций и Лю Чао из Китайской академии наук. Их целью было не просто установить лазерный канал связи с орбиты, а обеспечить стабильную высокоскоростную передачу, способную выдержать самый сложный участок – прохождения сигнала через нестабильные слои атмосферы.

Результат стал ключевым моментом эксперимента. Команда сообщила о скорости передачи данных в 1 Гбит/с, что примерно в пять раз превышает показатели системы Starlink, хотя спутник находился значительно выше аппаратов на низкой околоземной орбите.

По одному из сравнений, такая скорость позволила бы передать HD-фильм из Шанхая в Лос-Анджелес менее чем за пять секунд.

Контраст между высотой орбиты и достигнутой скоростью стал главной причиной интереса к тесту. Спутники низкой орбиты работают на расстоянии нескольких сотен километров от поверхности планеты, тогда как этот сигнал преодолевал путь более чем в 60 раз длиннее. Дополнительно впечатляет и мощность передатчика – 2 ватта, что ближе к свету ночника, чем к энергопотреблению традиционных систем дальней связи.

Ключом к успеху стала комбинированная технология обработки сигнала после его входа в атмосферу. Ранее ученые использовали либо адаптивную оптику для исправления искажений волны, или методы приема с модовым многообразием, которые позволяют собирать рассеянные компоненты сигнала. В этом эксперименте оба подхода объединили.

  • На первом этапе система адаптивной оптики с помощью микрозеркал изменяла форму светового луча.
  • Затем сигнал проходил через многоплоскостной преобразователь света, который разделял его на восемь базовых каналов.
  • Приемник выбирал три самых сильных из них и комбинировал для дальнейшего декодирования.

Такой подход позволил не пытаться восстановить идеальный луч, а работать с тем, что осталось после турбулентности. Система фактически использовала самые стабильные "пути" сигнала. Эту синергию технологий назвали AO-MDR, и она повысила долю пригодного для передачи сигнала с 72% до 91,1%, что свидетельствует не только о приросте скорости, но и об улучшении надежности связи.

Почему это важный эксперимент?

Геостационарная орбита имеет собственные преимущества и вызовы. Спутник остается над одной точкой планеты, что обеспечивает стабильность позиционирования, но одновременно увеличивает расстояние передачи. Сигнал должен преодолеть значительно более длинный путь в космосе, а затем пройти через атмосферу, где риск оптических искажений становится еще выше.

Именно поэтому успешная демонстрация гигабитного канала связи на такой высоте воспринимается как доказательство потенциала оптических спутниковых систем. В то же время экспериментальный приемник был большим и специализированным, что делает технологию более подходящей для магистральных или ретрансляционных узлов – когда мощные наземные станции принимают большие объемы данных и передают их в наземные сети.

Самым сложным испытанием стало не расстояние в космосе, а движущийся воздух над обсерваторией. Именно там луч терял форму, а передача рисковала стать непригодной. Достижение эксперимента заключается в том, что система приема не просто выдержала эти искривления, а смогла их компенсировать и использовать для стабилизации связи.