NASA wil lasers gebruiken voor datacommunicatie in de ruimte

De NASA wil in de toekomst lasers gebruiken om gegevens vanuit de ruimte te ontvangen. Dat heeft de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie onlangs laten weten. Het nieuwe lasersysteem moet een aanzienlijke snelheidswinst opleveren.

Met behulp van de lasers kan data tot wel honderd keer sneller binnengehaald worden dan met traditionele radiogolven. Nu sturen satellieten en grondstations beelden in hoge resolutie vanuit Mars in negentig minuten door naar de aarde.

De zogeheten Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) vereist telescopen, lasers, spiegels, detectoren, een point-and-trackingsysteem en beheerapparatuur. Daarnaast worden twee modems gebruikt, waarvan er een geschikt is voor verre ruimtereizen en communicatie op aarde. De ander kan dankzij een hogere bitrate beter communiceren met satellieten en ruimtestations als het ISS. "Met die snelheid zijn toekomstige systemen in staat om data met tientallen gigabits per seconde te verzenden", zegt projectleider Dave Israel.

De NASA voert in 2016 een proef uit met het lasersysteem, wat naar verwachting twee tot drie jaar zal duren. In die tijd verstuurt de NASA digitale bestanden naar de modems, die de gegevens vervolgens doorsturen naar grondstations in Californië en Hawaii. Bij slecht weer pakt het ene grondstation het over van het andere. Zo blijkt of het systeem naar behoren werkt, stelt Israel.

Dankzij het lasersysteem zal de uitwisseling van bestanden met toekomstige ontdekkingsreizigers naar verwachting makkelijker verlopen. Hoewel onder andere compressie de huidige bestandsomvang aardig kan verkleinen, volstaat dat in de toekomst waarschijnlijk niet meer, stelt de NASA. Israel: "Net als de internetgebruiker te maken had met de inbelmuur, raakt de NASA de limiet van wat de bestaande technieken aankunnen."

Behalve de proef met het lasersysteem voert de NASA in de komende jaren nog twee proeven uit: met een ruimte-atoomklok en met een zonnezeil.

Reacties (110)

[supersnathan94]

Met behulp van de lasers kan data tot wel honderd keer sneller binnengehaald worden dan met traditionele radiogolven. Nu sturen satellieten en grondstations beelden in hoge resolutie vanuit Mars in negentig minuten door naar de aarde.

ik vind anderhalf uur voor de afstand mars aarde ook al wel behoorlijk snel hoor. daar kan PostNL nog een hoop van leren.

Wel mooi dat NASA ook experimenteert met andere technieken, maar wat ik me afvraag is of de lichtsterkte van de laser wel toereikend is en goed gericht. als je met een 200 watt laser (met 20 milliwatt kom je er iig niet) een beetje in de rondte gaat schieten worden wij daar hier ook niet blij van. zo’n straal is levensgevaarlijk, maar wel leuk in het donker.

[Reactie gewijzigd door supersnathan94 op 23 juli 2024 03:49]

[Ploink]

Op de afstand Mars-aarde is een laserstraal echt geen dun straaltje meer. De lichtvlek op aarde zal vele kilometers groot zijn. Waarschijnlijk zie je niks met het blote oog als je er recht in kijkt.
Er zal dus een telescoop met een flinke diameter nodig zijn om het licht te ontvangen.

[mat.hi.as]

Hoe groot de lichtbundel is, is afhankelijk van de precisie van de laserbundel. Dat ze die grootte willen beperken, lijkt me logisch (of in ieder geval handig)

[Aham brahmasmi]

Hoe groot de lichtbundel is, is afhankelijk van de precisie van de laserbundel. Dat ze die grootte willen beperken, lijkt me logisch (of in ieder geval handig)

De afstand naar mars is dermate groot dat je gewoon aan een harde limiet komt wat betreft de breedte van de bundel. Natuurlijk zullen ze hem zo goed mogelijk collimeren (parallel maken), maar over honderden miljoenen kilometers ontkom je er niet aan dat de straal gaat divergeren.

[sc00p]

Dat betekend dat het in ieder geval veel beter is dan radio, dat gaat direct al alle kanten op en er is ook veel ruis.

[MSalters]

Nee. Kijk maar naar de schotelantennes die NASA gebruikt. Een schotel (parabool) is de wiskundige vorm die je nodig hebt om een nauwe bundel te maken. De schotel zelf is een domme reflector, de eigenlijke antenne zit in het brandpunt.

[Soldaatje]

Een laser hoeft toch geen zichtbaar licht te geven?
En een laser is alleen gevaarlijk als je er recht in kijkt, dan moet je dus op de plaats van de ontvanger staan.

[Verwijderd]

Een laser is juist honderd keer gevaarlijker wanneer die onzichtbaar is... Dan werkt de knipper reflex van je oog niet meer, en kun je onbewust lang in de straal kijken.

Onzichtbare lasers hebben daarom een véél hogere gevaren classering. Eigenlijk altijd klasse IV (de gevaarlijkste!) tenzij ze zo weinig energie leveren dat je er continue in kan staren.

Bij een zichtbare laser, knipper je, en draai je je hoofd weg. Daarom kun je daarmee relatief veel hogere vermogens aan.

[Verwijderd]

Klopt, alleen vanaf een bepaalde sterkte (ergens tussen de 50 en 200mw?), is je knipperreflex niet snel genoeg meer. Op het moment dat je oog doorheeft dat hij moet knipperen, is de schade al gedaan. Bij lasers met gigantische vermogens is dat dus verwaarloosbaar.

[supersnathan94]

Idd. Dats is al een paar keer voorgekomen met illegale lasershows in rusland. Verschillende mensen hadden na een paar minuten ineens heel erg last van hun ogen en konden na een half uur al niet veel meer zien. Dit was gebeurt met 300mW lasers. De nasa zal veel sterkere lasers moeten gebruiken willen ze de afstand overbruggen of met tussenstations werken (is wel beter want daarvandaan kan de lichtstraal opnieuw gebundeld worden. ). Dit kan dus nog best gevaarlijk zijn als deze straal per abuis en dichtbevolkt gebied raakt.

De convergerende werking van de straal kan trouwens nog wel een beetje geneuyraliseerd worden door de bundel vanaf het begin al ligt divergerend te maken. De afwijking valt prima te berekenen.

[jeroen94704]

ik vind anderhalf uur voor de afstand mars aarde ook al wel behoorlijk snel hoor. daar kan PostNL nog een hoop van leren.

Laser licht en Radio golven zijn allebei elektromagnetische straling, alleen op een andere golflengte. Ze reizen dus beiden met exact de snelheid van het licht.

Overigens is de afstand aarde-mars gemiddeld zo'n 225 miljoen kilometer, een afstand waar licht (zowel laser als radio dus) slechts een kleine 13 minuten over doet. De 90 minuten waarover gesproken wordt is de tijd die het kost om met de bitrate die met radio-golven gehaald kan worden een plaatje over te sturen, ongeacht de afstand.

Stel dat de zender (op mars) de eerste bit zendt op tijdstip X. Op tijdstip X+13 ontvangt het station op aarde die eeerste bit. Op tijdstip X+90 verzendt de zendedr de laatste bit, die op aarde op tijdstip X+90+13 = X+103 ontvangen wordt.

[actionInvoke]

ehm, reizen radio golven niet net zo snel als light (met lazer als extensie daarvan)?

[.oisyn]

Ja, maar de gebruikte radiogolven hebben een veel te lage frequentie om snel te kunnen schakelen.

[Verwijderd]

Ja... maar je moet die radio golf moduleren om er data over te zenden. En dat kun je met licht sneller doen dan met radio.

De informatie verplaats zich dus net zo snel... maar de hoeveelheid informatie die je per seconde kan versturen is veel groter.

Om in computer termen te blijven... De ping (latency) is hetzelfde, maar de brandbreedte is veel hoger.

[Rob Coops]

Eindelijk... het is toch te gek voor worden dat je nog met radio golven (een paar baud maximaal) data van Mars naar de aarde moet sturen.

Ik vraag me af waarom men dit niet al jaren geleden heeft gedaan, in middels uren moeten wachten tot een foto eindelijk is gedownload van af Mars is toch wel erg lastig en volgens mij ook best nog wel duur in de zin dat je regelmatig een onderzoek moet stil leggen om te wachten op meer data dan wel later moet starten omdat er simpel weg nog niet genoeg data binnen is om mee te werken en bezig te blijven tot de rest ook binnen is gekomen.

Ook zou ik toch veel liever een station zien zo als de ISS dat hier voor gebruikt wordt in plaats van een satelliet, als je een station gebruikt kun je veel makkelijker onderhoud plegen aan de apparatuur en zo als we bij bijvoorbeeld Hubble hebben gezien onderhoud is toch echt nodig met enige regelmaat zelfs...
Een extra module aan de ISS koppelen lijkt me redelijk lastig omdat het simpel weg niet in het ontwerp is mee genomen, maar het zou misschien een optie zijn om eens te kijken of we niet een nieuw station kunnen bouwen dat minimaal 3x maal zo groot is als de ISS en dat in het ontwerp rekening houd met het uitbreiden met nog te verzinnen modules en natuurlijk met het vervangen van reeds bestaande modules etc...
Pas als we op dat punt zjin dat we een of liever nog meerdere ruimte stations hebben die data kunnen relayen van en naar de aarde kunnen we eindelijk een volgende stap gaan zetten in het ontdekken van dat hele kleine stukje ruimte om ons heen.

[AxzZzeL]

Het is heel erg de vraag of we het ISS nu nog in de lucht ruimte kunnen houden wegens allerlei gemompel over dat het te duur is voor verschillende overheden. Een nieuw station zal werkelijk peperduur worden, maarja wie weet wat een commerciele organisatie in de ruimte kan brengen hoewel ik er niet veel van verwacht.
Natuurlijk zoeft dat ISS ook met 11000 km/h een aantal rondjes om de Aarde dus je hebt momenten van radiostilte omdat je simpelweg de Aarde voor je hebt in de richting van bijvoorbeeld Mars. Beter is om zo'n module verder weg ergens neer te hangen

[GekkePrutser]

Eindelijk... het is toch te gek voor worden dat je nog met radio golven (een paar baud maximaal) data van Mars naar de aarde moet sturen.

Dat komt ook een beetje doordat de sondes die nu bij Mars hangen, vele jaren geleden gelanceerd zijn (en nog veel langer geleden ontworpen). Bovendien is de stand van ruimtevaart-electrotechniek veel lager dan van de gewone techniek omdat van oudere chips beter bekend is hoe goed ze tegen langdurige blootstelling aan straling kunnen. En er zijn van oudere chips vaak radiation-hardened versies beschikbaar. Verder moeten de zend/ontvangst protocollen ook flink robuust zijn om de vele storing te kunnen tegengaan.

[bigbadbull]

The solution is to augment NASA's legacy radio-based network, which includes a fleet of tracking and data relay satellites and a network of ground stations, with optical systems, which could increase data rates by anywhere from 10 to 100 times

Volgens mij gaat het niet over 1 satelliet dat al relay zal dienen , maar een geheel netwerk.
Als je er slechts 1 gebruikt kan deze zich langs de andere kant van de wereld zitten en daar raakt een laser echt niet door.
Met meerdere minimum 3, maar pakweg 6 heb je zeker altijd goed ontvangst.

[Verwijderd]

Lasers bestaan al lang... maar tot voor kort waren ze verschrikkelijk inefficient. Je had krachtstroom en waterkoeling nodig, om een armzalige 200mW op te wekken. Het is pas sinds kort dat de laserdiodes dusdanig ver ontwikkeld zijn dat je met relatief weinig opgenomen vermogen een hoog vermogen laserstraal kan opwekken.

Dat zal ongetwijfeld een rol hebben gespeeld.

Verder levert het gebruik van licht allerhande overige problemen, zoals bijvoorbeeld het weer. Dat maakt het zaakje heel gecompliceerd... Zolang je dan niet heel erg afhankelijk bent van de bandbreedte, werkt je dan liever met simpele betrouwbare technologie.

NB: Extra modules aan ISS koppelen is juist enorm eenvoudig! Het hele ISS is een module gebaseerd ontwerp, zodat het van klein naar groot kon worden opgebouwd. Een extra module koppelen kost heel weinig moeite.

[LOTG]

Het kan natuurlijk aan mij liggen, maar is zo iets niet echt heel lastig te alignen? Je probeert een lichtpuntje op zo'n hoogte te richten op een punt op de aarde? Een mm teveel draaien betekend dan als snel een paar kilometer ernaast. Nu zal de lichtbundel wel redelijk breed worden maar dan nog.

[Aham brahmasmi]

Het kan natuurlijk aan mij liggen, maar is zo iets niet echt heel lastig te alignen? Je probeert een lichtpuntje op zo'n hoogte te richten op een punt op de aarde? Een mm teveel draaien betekend dan als snel een paar kilometer ernaast. Nu zal de lichtbundel wel redelijk breed worden maar dan nog.

Het is onvermijdelijk dat de straal uitwaaiert. De laserstraal die ze bijv. op het spiegeltje op de maan richten is als hij terugkomt een kilometer breed als hij weer op terug op aarde aankomt.

[stresstak]

Goedkoop spiegeltje zeker?

[Memori]

En niet te vergeten dat licht wordt gebogen door zwaartekracht. Dat kan een probleem vormen over lange afstanden.

[The Van]

Nee, want je weet hoe dat gebogen wordt en daar kun je rekening mee houden. Tussen twee vaste stations, dan wel te verstaan.
Hoe je dat met een willekeurige orbiter moet... Die ook nog eens last krijgt met data afhankelijke aandrijving (zie ook opmerking over zonnezeil).

Spannende technieken!

[Witchie NL]

Over zeer lange afstanden zeker maar ik denk dat het met de huidige technologie niet zo moeilijk is om dit uit te lijnen. Die refelector op de maan kan ook any moment worden gebruikt. En die alignen ze binnen enkele minuten.
Maar idd, hoe dit op afstanden zoals de voyagers werkt vraag ik me ook af. Veel storing, ruimtestof die de datarate kunnen blocken etc.
Natuurlijk heb je wel een protocol voor dataverlies maargoed, well wait and see .

[jeroen94704]

Dat is met de afstanden waar we het over hebben in combinatie met de massa van de aarde echt verwaarloosbaar weinig.

[Boeing]

[mieren-neuk mode]
Licht wordt niet gebogen door de zwaartekracht. Een foton heeft geen massa, de zwaartekracht zal hier dan ook geen invloed op hebben.
Massa, in dit geval de aarde, zorgt voor een kromming in de ruinte-tijd. Een foton zal deze gekromde baan in de ruimte-tijd volgen.

http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_lens , de nederlandse vertaling klopt niet!

[\mieren-neuk mode]

[DrPoncho]

Mwoah. Een laserstraal laten weerkaatsen van de reflector op de maan en dan weer oppikken is ook goed te doen (geloof dat Big Bang er een ep over heeft).

[AxzZzeL]

Je moet alleen de lasers wel richten want ik neem aan dit het niet om een diffuse straal gaat zoals bij radiogolven vaak wel het geval is, hoewel dit ook weer in een straal uit te zenden is. Ik neem aan dat de kortere golflengte van een laser mede meespeelt met het toenemen van data dat per seconde verstuurd kan worden.

[Verwijderd]

De golflengte is inderdaad de reden, de snelheid van het licht blijft namelijk nagenoeg gelijk. Diffuse stralen en lasers zijn nogal tegenstrijdig, het gaat inderdaad om gerichte bundels licht. Bij radiogolven zijn de 'stralen' altijd diffuus, immers moet je altijd radio kunnen luisteren in je auto zonder (veel) gestotter van signaal.

[mat.hi.as]

Nu haal je radiogolven en radio door elkaar. Radiogolven zijn gewoon golven met een bepaalde golflengte. Toevallig luister je ook radio op diezelfde golflengte, maar dit heeft niks met diffuus of gericht te maken.

[_Thanatos_]

Die lasers zullen ook diffuus worden (ontfocust zou ik het noemen). Over zulke afstanden is het ondoenlijk om een laser perfect parallel te krijgen. Dat kan gewoon niet in de praktijk. In eerste instantie moet het dus dure laserapparatuur zijn, het niveau laserpointer is onvoldoende dus. In de tweede plaats moet het een ontzettend krachtig ding zijn, wil voldoende waarneembaar licht het grondstation bereiken. Geen megawatts (dat kan nog helemaal niet zelfsm de krachtigste laser was dacht ik 100kW - en deze telt dus niet ) maar zeker wel een paar kilowatt.

[toxicunderGroov]

Tja, voordat je je settled op mars wil je toch wel een goede ping om fatsoenlijk te gamen. Erg begrijpelijk dus dat ze nu alvast de basis leggen

[bjp]

ping werkt niet zozeer sneller door licht (laser) i.p.v. radio-golven te gebruiken... allebij de licht snelheid.

enkele afstand op lichtsnelheid vanop Mars naar de aarde zal wel zoiets tussen de 3 minuten (56 Millions km tegen 0.3 millions km/s is dat zo'n 180 seconden) en de 22 minuten (401 millions km, zo'n 1340 seconden).

Ping is iets tussen 6 en 44 minuten ^^

[.oisyn]

Het gaat hier voornamelijk om bandbreedte, niet om responstijd.

[Verwijderd]

Laser is toch ook maar gewoon een radio met een 400THz zender

[Keypunchie]

Niet onbelangrijk detail: met een gerichte straal. Dat alleen al maakt dat je veel efficiënter kunt zenden.

[jeroen94704]

Een radio zender kun je ook gericht maken. Denk maar aan de satelliet schotels die we gebruiken voor TV. Sterker nog, de meeste zenders op ruimtesondes hebben schotels om de radiogolven in een bundel richting Aarde te sturen. Vaak is er een omni-directionele antenne als backup aanwezig, maar die kan dan een veel lagere data rate aan.

Als je het over radio versus laser/licht hebt, blijf dan bedenken dat het eigenlijk hetzelfde fenomeen is (Electromagnetische straling) op een andere golflengte. De golflengte heeft wel invloed op het gedrag van de straling, maar het blijven fundamenteel dezelfde dingen.

[WilliamP]

Een lazer, wat moet ik me daar bij voorstellen?
De lazer zal toch niet zichtbaar zijn, toch?

[AxzZzeL]

Laser Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Het zal dus wel om zichtbaar licht gaan.

[wildhagen]

Licht is niet per definitie zichtbaar hé. Infrarood of ultraviolet is ook licht, maar die zie je over het algemeen niet met het blote oog.

[AxzZzeL]

Licht is een subset van EM-straling Maargoed ik vraag me af of er ook lasers zijn die niet op een golflengte zenden dat zichtbaar is voor de mensch (De alwijze Wikipedia zal het vast weten )

[ThePendulum]

De lasers in optische drives werken met Infra-Rood, en dat zie je dus niet. Probeer ook maar niet te kijken of je ze ziet, dat ze niet zichtbaar zijn betekend niet dat ze geen schade kunnen veroorzaken! Juist om deze reden, zoals eerder gezegd, worden deze lasers geclassificeerd als IV (zeer gevaarlijk).

Ik denk dat NASA echt geen golflengtes gaat gebruiken die zichtbaar zijn voor het menselijk oog, als je je eens bedenkt hoeveel satellieten we hebben... disco!

[Reactie gewijzigd door ThePendulum op 23 juli 2024 03:49]

[Verwijderd]

Natuurlijk zijn die er. Behalve zichtbare, zijn er ook stapels UV en infra-rood lasers. Glasfiber werkt typisch met infrarood. (1500nm iirc.)

[GekkePrutser]

Ja hoor, je hebt ook infrarood en ultraviolet lasers. IR zit bijvoorbeeld in CD spelers.

[WilliamP]

Ja maar aangezien dit de toekomst zal zijn, en elke satelliet hier mee uitgerust wordt (wat er in de toekomst heel veel zijn (nu al 8000)) lijkt het me dat dit onzichtbaar wordt.
Althans dat hoop ik, anders heb je iedere avond een pyjama disco.

[MSalters]

Lasers zijn gericht. Dat zijn vrij dunne stralen. Nu denk je misschien, in een disco zie ik ze toch ook? Nou nee, wat je daar zet is het stof in de lucht wat beschenen wordt door de laserstraal, niet de laserstraal zelf.

En in de ruimte heb je geen lucht, dus ook lang niet zoveel stof in de lucht Lasers gaan dus gewoon rechtdoor zonder verstoring.

[.oisyn]

Een lazer, wat moet ik me daar bij voorstellen?

Het is een dorpje in Frankrijk, maar ook datgene waar je het op krijgt bij het spreekwoordelijke pak slaag.

Een laser daarentegen is een lichtbron (of eigenlijk: electromagnetische stralingsbron) die een coherente bundel licht (EM straling) van een specifieke frequentie produceert, die niet convergeert of divergeert (hij schijnt dus niet alle kanten op zoals een lamp dat doet)

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 23 juli 2024 03:49]

[MSalters]

Hangt ernstig van het type laser af. Laserdiodes divergeren behoorlijk. Daarom heb je altijd een lens in een laserpointer. (de collimating lens). Het zijn namelijk wel mooie puntbronnen, dus ze divergeren netjes en dat kun je makkelijk corrigeren.

[Steve79]

Kan dit nog gevolgen hebben voor de luchtvaart? verstoring voor vliegtuigen oid?

[wildhagen]

Lijkt me niet, luchtvaart vliegt niet in de ruimte, een passagiervliegtuig komt meestal niet boven de 14 km hoogte uit, de ruimte begint pas bij 100 km hoogte (de Kármán-lijn).

Daarnaast gaan er nu natuurlijk ook al allerlei signalen de ruimte in (en weer terug), voor de huidige satellieten.

[Verwijderd]

En wat is dan de 20 km grens? Ik kan het even niet vinden, maar ik weet vrijwel zeker dat dit getal ook iets betekend van Aarde richting ruimte.

Met een lasersysteem lijkt het me overigens inderdaad niet zo dat er storingen optreden in de luchtvaart, sowieso niet als andere bandbreedtes voor de draaggolven gebruikt worden, en daarnaast zijn lasers nogal gericht, in tegenstelling tot de radiogolven die overal hier in de lucht hangen.

[Stoney3K]

En wat is dan de 20 km grens? Ik kan het even niet vinden, maar ik weet vrijwel zeker dat dit getal ook iets betekend van Aarde richting ruimte.

20km, ofwel 60.000 voet is gewoon FL600 (Flight Level 600). Er zijn vooral genoeg kleine zakenjets die dat als kruishoogte aanhouden, scheelt een hele sloot brandstof.

Waar je op doelt zal waarschijnlijk de grens zijn tussen stratosfeer en ionosfeer die ongeveer op die hoogte ligt.

[Clubbtraxx]

'Gewoon FL600', hoe bedoel je? De enige die op die hoogte rondvloog was de Concorde.
Die biz jets waar jij het over hebt zitten nog wel eens hoger dan de airliners maar zelden veel hoger hoor. 480-510 ongeveer.

/off-topic

[Stukfruit]

En wat is dan de 20 km grens? Ik kan het even niet vinden, maar ik weet vrijwel zeker dat dit getal ook iets betekend van Aarde richting ruimte.

http://www.srh.noaa.gov/jetstream/atmos/layers.htm

Daar beginnen eindigen de (meeste?) wolken

edit:
@Hieronder: pardon, ik had mijn ogen even in mijn achterste zitten. Je hebt natuurlijk helemaal gelijk

Groetjes,
Een persoon die naar rechts kijkt als je links roept.

[Reactie gewijzigd door Stukfruit op 23 juli 2024 03:49]

[Aham brahmasmi]

[...]

http://www.srh.noaa.gov/jetstream/atmos/layers.htm

Daar beginnen de (meeste?) wolken

De wolken zitten praktisch allemaal in de troposfeer, van grondniveau tot ~14km hoogte. Waar de stratosfeer begint, daar eindigen alle wolken dus (niet beginnen). Volgens mij zijn er slechts twee zeldzame typen wolken buiten de troposfeer: polaire stratosferische wolken (op ~20km hoogte) en lichtende nachtwolken (op 75~85km).
Zie: http://www.atoptics.co.uk/hat1.htm

[Reactie gewijzigd door Aham brahmasmi op 23 juli 2024 03:49]

[himlims_]

en op de aarde doen wij niets met die signalen? een space-shuttle communiceerd niet met huston?

daarlangs; "Bij slecht weer pakt het ene grondstation het over van het andere."

[wildhagen]

en op de aarde doen wij niets met die signalen? een space-shuttle communiceerd niet met huston?

Ja, natuurlijk, maar de vraag was of dit verstoringen kan opleveren. Die kans lijkt me vrij klein.

Voorbeeldje: op de maan zijn ook weerkaatsende reflectoren geplaats, om daarop lasersignalen van de aarde te laten afketsen, voor metingen etc (de Lunar Laser Ranging Experiment).

Afaik heeft dat ook geen enkele verstoring (op aarde) opgeleverd. Waarom zou dat hier dus wel het geval zijn?

[tijnvw]

Ik vraag me af waarom dit snelheidswinst oplevert; radiogolven behoren immers tot het elektromagnetische spectrum, net als (laser)licht!
Waarschijnlijk werd ik (en misschien anderen) op het verkeerde been gezet door de link te leggen met de snelheid van het signaal. Na enig denken trok ik de conclusie dat het met de golflengte (hoe kleiner hoe hoger de bitrate) te maken heeft.

Blijft de vraag welke frequentie ze gaan gebruiken; conventionele laser zit tussen de 400-800nm, maar ultraviolet-laser zou nog meer snelheidswinst kunnen opleveren.

[MSalters]

Bijna goed. De twee factoren die bitrate bepalen zijn bandbreedte (in Hz) en signaal/ruis verhouding. Lasers kun je goed mikken, wat de signaal/ruis verhouding helpt.

Om dezelfde reden zou ik ook niet zo naar UV lasers kijken. Alle lasers hebben een beperkte bandbreedte, dat is juist hun kenmerk. UV lasers zijn krengen, hebben geen hogere bandbreedte, en ook geen bijzondere signaal/ruis verhouding.

[mcmd]

Lijkt me nou niet dat een laserbundel komend van Mars, nog steeds een smalle bundel is als het de aarde bereikt. Hier zal het ongetwijfeld heel breed zijn en alleen met apparatuur op te merken. Het zou trouwens een aardig stukje precisie werk zijn wil je de bundel van Mars precies op 1 grondstation kunnen mikken van zo'n grote afstand.

[wankel]

Waarschijnlijk werd ik (en misschien anderen) op het verkeerde been gezet door de link te leggen met de snelheid van het signaal.

Nouja, die link is inderdaad snel gelegd:

Met behulp van de lasers kan data tot wel honderd keer sneller binnengehaald worden dan met traditionele radiogolven. Nu sturen satellieten en grondstations beelden in hoge resolutie vanuit Mars in negentig minuten door naar de aarde.

Met "begrijpend lezen" trek je dan inderdaad de conclusie dat met de overstap op lasers een bestand(je) in 54 seconden van Mars naar de Aarde gestuurd kan worden.

Met de openbaring van afgelopen vrijdag komt dag misschien nog wel... Als een het lukt neutrino's 'n beetje sneller dan het licht te laten lopen.... Wie weet, hebben we over een paar jaar een opgepompte particle beam die in een halve minuut de afstand Aarde-Pluto overbrugd ;-)

[Verwijderd]

Beam me up scottie!

En over een paar jaar kan het experiment pas worden herhaald dus voordat we die technologie kunnen toepassen duurt nog wel even

[henk-jan]

Er staat toch "duidelijk" sneller binnengehaald. Het binnenhalen start op het moment dat het eerste deel van het signaal aankomt. Zegt dus niets over de tijd dat het signaal er over doet de Aarde te bereiken. (Naar Mars 4,3 tot 21 minuten.)

http://www.physlink.com/education/askexperts/ae381.cfm


Voor die 54 seconden zullen we dus echt moeten wachten op neutrinos.

[Reactie gewijzigd door henk-jan op 23 juli 2024 03:49]

[Gravit0n]

De Spaceshuttle is met pensioen.

[_Thanatos_]

De kans dat er een vliegtuig *precies* door de laser heen vliegt, is natuurlijk astronomisch klein. Maar als het gebeurt, dan valt de verbinding een fractie van een seconde weg... Niet echt een probleem lijkt me.

[tes_shavon]

wel als er

tientallen gigabits per seconde

worden verzonden...

[wildhagen]

Dan nog is er geen probleem lijkt me, dan zal hij de missende data gewoon opnieuw zenden. Althans, dat mag ik toch hopen. Ik neem aan dat ze geen connection-less protocol als IP of UDP gebruiken (daar gebeurt dat idd niet).

[MSalters]

Bij hi-latency verbindingen wordt meestal gebruik gemaakt van Forward Error Correction. Tweakertjes kennen RAR/PAR meestal wel, dat is ook een vorm van FEC.

Tien keer zenden, zoals Pussycat opperde, is wiskundig minder efficient. Zo groot is je verwachte data loss niet. 1,1 keer zenden is misschien al goed genoeg. Maar hoe doe je dat, 0,1 keer zenden? Simpel: Na elke 10 packets een correctie packet voor de hele set. Maakt niet uit welke van de 11 je verliest, je kunt altijd alle 10 originele herstellen.

[Martinspire]

Kan de hardware dat daar dan wel aan? Lijkt me een aardige berekening in zo'n korte tijd? Zeker als je het over gigabytes hebt.

[Reactie gewijzigd door Martinspire op 23 juli 2024 03:49]

[Panic1]

FEC encoding gebeurd typisch in hardware en kan razendsnel uitgevoerd worden. Alle verbindingen over RF gebruiken wel een of andere vorm van FEC, ook de kabel- of ADSL modem bij jou thuis. Snelheid is geen probleem.

[_Pussycat_]

Aangezien de signalen over zulke afstanden erg lang onderweg zijn zal er gegarandeerd geen handshake gebruikt worden. Uiteraard zal dan wel de data 10x gestuurd worden oid om verliezen te voorkomen.

[Yggdrasil]

Die handshake hoeft toch slechts opnieuw plaats te vinden wanneer de verbinding verbroken wordt? Ik ga er eigenlijk van uit dat men een TCP verbinding opzet zodra de laser op het juiste punt gericht is en er dus een draaggolf is. Over die persistente TCP-verbinding kan best een protocol lopen met pipelining zodat er diverse data gestreamed kan worden over dezelfde connectie. Dat voorkomt de handshake-problemen die door hoge latency worden veroorzaakt.

Als de verbinding tijdelijk verstoord wordt krijg je packetloss en moet de TCP handshake opnieuw plaats vinden. Dan verstuurd je de pakketjes opnieuw die niet acknowledged zijn door de ontvanger. Waarom zou je alles 10x sturen als je gewoon de fout kunt detecteren en corrigeren?

[invoil]

Het ISS zweeft/hangt tussen de 278 en 460 km boven het aard oppervlak. Licht gaat met 300.000 kilometer per seconde dus je latency zal maximaal (460/300.000) 1,6 ms zijn. Dat is volgens mij al een hele vooruitgang op de latency nu!

[Martinspire]

Je moet echter de verwerking ook nog meerekenen, dus daar komt nog wel wat bij. Ik kan me voorstellen dat het geen supercomputers zijn, maar betrouwbare en energiezuinige processors en hardware, dus dat is zeker geen 1,6ms

[Reactie gewijzigd door Martinspire op 23 juli 2024 03:49]

[_Thanatos_]

Je moet echter de verwerking ook nog meerekenen, dus daar komt nog wel wat bij. Ik kan me voorstellen dat het geen supercomputers zijn, maar betrouwbare en energiezuinige processors en hardware, dus dat is zeker geen 1,6ms

Plus dat de latency altijd/doorgaans heen-en-terug is. Als je een ping doet, meet je immers de snelheid waarmee een pakketje naar een server gaat, en een acknowledgement ontvangen wordt.

Dus puur het signaal heeft in totaal 3,2ms nodig ipv 1,6ms, en dan komt inderdaad nog verwerking erbij, maar ook conversie van/naar licht, en transport van de ontvanger van het grondstation naar de rekencentra.

Dus als je wat verwerking, adapters, en elektrisch transport erbij rekent, kun je zomaar aan de 20ms komen. Nog netjes natuurlijk, maar het is ook erg foutgevoelig met zulke afstanden. Dus die 20ms lijkt heel mooi, maar ik verwacht veel packetloss, waardoor de waargenomen snelheid niet zo hoog meer ligt.

[Reactie gewijzigd door _Thanatos_ op 23 juli 2024 03:49]

[Panic1]

TCP is niet haalbaar voor communicatie over satelliet, zelfs niet eens die in lage orbit. De latency en het TCP slow start mechanisme beperken de snelheid enorm. Er zijn acceleratie protocols voor TCP, die dat slow start mechanisme omzeilen, maar ik denk dat dat zelfs voor Aarde-Mars communicatie niet meer haalbaar is.

Er zijn andere en betere netwerksystemen voor dit soort communicatie ontwikkeld, al dan niet over IP (Disruption/Delay Resistant Networking)

[The Van]

De kop van het artikel is wat onduidelijk: het gaat om relay stations in de ruimte. Relais van op aarde gestationeerde zenders.
Bij het lezen van de aankondiging dacht ik met deep space datacomm van doen te hebben; ik vroeg me al af hoe... Niet dus
[edit]
Nou... WEL dus.

[Reactie gewijzigd door The Van op 23 juli 2024 03:49]

[bigbadbull]

Ja gaat gebruikt worden om oa beelden van Mars te streamen.