Про межспутниковые лазерные каналы связи (InterSatellite Link)

[vsatman888]

просматривая комменты, и у себя и на Реддите/НасаСпейсФлайт вижу, что 99% пишущих там воспринимают ISL ака межспутниковые каналы связи как  рядовую задачу, мол тут главное прилепить на спутник этот самыq лазер и вуяля!  все сразу "запередается.." и прям и на самолет и в центр океана.. Публика тщательно подсчитsвает число ИСЗ с этими лазерами на

Comments

[suvorow_]

Проблемы не с чувствительностью, а со скоростью передачи. Чтобы принимать со спутника телесигнал (несколько мегабит) нужна какая-никакая, а тарелка с шириной диаграммы меньше трёх градусов

[antontsau]

смысл лазерных линков - не таскать антенны ваще никакие, лазер дает свои сколько там минут расхождения пучка естественным образом, без тазов и даже всяких гигарцовых штопоров. ВЕС!!!!! Ну и мощность излучения, что критически влияет на платформу. И, разумеется, не засирать один и тот же диапазон линками, даже если они и направленные, - все равно срет же.

Система наведения конечно будет нетривиальной. Впрочем решаемо, компутеры-компутеры, навелся на какую звезду вот уже и угол с офигительной точностью получил, а прямоугольные координаты и по гпсам неплохо вылавливаются. А чтоб звезду сам находил, и держал несколько в резерве, - компутер, это и юзерский автоматизированный телескоп сейчас умеет.

Это же угловое. Вообще не понимаю проблем с угловой настройкой - платформа крутится, в том числе от того, что наводка работает? Да и хрен с ней, стабилизация положения замыкается не относительно корпуса, а относительно виртуальной системы координат, того же направления на сириус и прочее.

[suvorow_]

Да каким "естественным", десять сантиметров диаметром нужен объектив, чтобы получить приемлемый угол расхождения на 1000 км. И этот объектив тоже весит, и имеет свои микросервы для температурных компенсаций и т.д.
Если у нас длина волны один микрон, а объектив 10 сантиметров (одна десятая метра), то лямбда к дэ будет десять в минус пятой, то есть десять микрорадиан. На тыще километров это разойдётся уже в десять метров по диаметру или в десять тысяч раз по плотности мощности.
а наводить нужно, соответственно, с точностью в пять микрорадиан, а угловые скорости между спутниками не на одной орбите могут быть произвольные, а, с приведением к механике привода, нацеливающего объектив, так вообще бесконечные.
Ну ты почитай жж наббла1, где он про этот терминал пишет, там подробно.

[antontsau]

а зачем сводить это в 10 метров, а потом геморроиться с воистину астрономическими, секундными, точностями наводки? Свел в километр и лупи 10-ваттным лазером. На приемнике мощности более чем хватит, вон в сраном сфп модуле на десятки километров по стеклу прошибает со всеми потерями, и ничего.

[suvorow_]

потери в стекле на десятки километров отнюдь не так велики, как при передаче пучком, который в плоскости приёмника будет сечение иметь километр. Если у тебя входной зрачок объектива 1 сантиметр, а весь пучок - километр, это будет одна десятимиллиардная от всей мощности, или минус сто децибел от исходной. То есть, от исходных 10 ватт (а это где-то 30 ватт тепла надо рассеять только на лазер и его охлаждение, и ещё сколько-то, как бы не больше, на привода) в приёмнике окажется только одна десятая микроватта. Какую скорость при этом удастся получить? Те самые единицы мегабит, что при радиолинке.

[antontsau]

потери в стекле - на несколько порядков. А уж если там всякие хреновые коннекторы, гнутые волокна... я ж это прибором вижу, хреновое волокно может быть на несколько десятков дб хуже, а все равно работает, пофиг там этим шмазерам. Гигабит свистит как из пушки, 10гб обычно тоже.

Там же вопрос не в мощности как таковой, а в мощности к шуму. Так что если на фоне земли-луны то конечно ничерта не увидит, но на фоне чорной небесной тверди с 4К температуры проблем быть не может.

[suvorow_]

Так у самого приёмника не 4 К, чтобы он шумел, как фоновое реликтовое излучение, его жидким гелием охлаждать надо.
Ну и, потом, что-то я не вижу, чтобы потери в оптоволоконной линии были даже десятки децибел, там полдецибела на километр обычное затухание, и 0,1 на сварке.

[antontsau]

у приемника на спутнике? его наоборот нагревать надо, а то замерзнет.

Это просто потери в стекле как таковом. А теперь добавляем где-то посередине хреново вставленный патч, криво разделанное соединение (особенно ремонтное, на механике) или согнутое буквой зю волокно и опаньки.

[suvorow_]

Ох, Антошка, вот только за спутники меня не агитируй! В отличие от тебя я знаю, что фотодиод тем чувствительнее, чем холоднее, а, если какому-то конкретному полупроводнику слишком холодно из-за широкой запрещённой зоны, то его просто заменят на более узкозонный.
В отличие от тебя я знаю, что на спутнике перегреть ничего не стоит, поскольку весь спутник, кроме радиаторов, закутан в экранно-вакуумную изоляцию, а все приборы имеют к.п.д. далеко не 100%, а охлаждать всегда стоит, даже если излучением, даже если тепловая труба, даже если то-сё.
Бай зе вей, хозяин этого журнала подарил мне пару лет назад оченно толстую книжку по конструированию спутников. Там и про тепловой режим немало.

[antontsau]

Спасибо кэп я в курсе. Ну так на спутнике в этом плане лучше всего, 4К там конечно не будет, но меньше 100К влегкую. Не планетарная поверхность, где 300К и никуда не денешься.

Если рация на лампах и вообще это устройства киловаттных мощностей (педератчики всякие и тп) и на солнечной стороне то да, начинается проблема отвода тепла в вакуум - а как? Но мы же о приемнике. Висит хрень снаружи, собственной мощности ноль, чтоб от остального не нагревалось - можно целый блок такого говна хоть на ферму вынести и держать в десятке метров от мест нагрева, еще и прикрыв каким-то экранчиком от солнца.

[suvorow_]

На какую ферму, какой ноль, это же объектив с приводами, которые поддерживают ориентацию на передатчик. Через катушки течёт ток (там обычно магнитоэлектрические двигатели, да, даже если обычные коллекторные, всё равно ток течёт). Через сам фотодиод течёт ток, и, при нескольких гигабитах в секунду этот ток тоже внезапно греет приёмник, ибо сигнал/шум не просто сигнал/шум, а в полосе. А каждое удвоение полосы, в лучшем случае, удваивает мощность шума. Объектив на нежёсткой ферме при работе актюаторов тоже будет бултыхаться, усложняя задачу удержания. Ну, короче, ты, как маленький совсем.

[antontsau]

на такую же ферму как запросто выносят всякие тазики, которым надо ворочаться не +-30 градусов от нормали а желательно по всей сфере. На боку так не сделать, а на выносной ферме запросто. У сраного лунохода и то такое было, с его главной антенной на приводе на боку.

Со всеми приводами, сразу целую пачку таких сенсоров. А то еще и вообще фасеточный глаз соорудить, этакую оптическую фар с возможностью одновременной фокусировки на множественные цели (педератчики) с неподвижными сенсорами и как-то отстраиваемыми микролинзами по всей поверхности.

Греет, конечно. Охренеть как греет, на микроватты. Это же не педератчик, который десятки вт (а то и квт) излучает и 2/3 в тепло изводит. Там даже гетеродинов всяких, как в радиоприемных головках, и то нет.

[suvorow_]

у этих "тазиков на ферме" ширина главного лепестка градусов двадцать. Ну десять. Даже не три. Точность наведения там роли практически не играет, точность там делают другими средствами
У Лунохода, кстати, никакой фермы не было, актюатор антенны крепился непосредственно к корпусу.

[antontsau]

щито???? у (наземного, твприемного) тазика даже 30см направленность несколько градусов, "в сторону спутника" его так просто не поставишь, 5 градусов разницы позиции и уже надо перекручивать. А уж тем более у космического.

где же к корпусу если вон оно в правом верхнем угул, на выносной ферме висит этакий лингам победы. Чтоб мог по всему видимому небу ворочаться, а то и так-то точка приземления близко к краю видимой стороны, Земля в 30 градусах над горизонтом, корпус наклонился посильнее и антенна фсе?

там просто на всех популярных фотках вид именно со стороны этой антенны, 3/4 или совсем анфас, и ферму не видно