NASA計劃在國際空間站上測試的X射線通信系統是如何工作的?

ViviancnBeta


無線電波仍然是與航天器進行通信的主要方式,但這種老化的技術很快就會得到升級,從而可以更快地從太空下載數據。NASA目前正準備在國際空間站上測試X射線通信系統。這個名為XCOM的項目將利用國際空間站上已有的設備用於不同目的。

NASA將使用“調製X射線源”(MXS)發送X射線脈衝,向國際空間站外面的“中子星內部成分探測器”(NICER)單向發送編碼數據。2017年,NASA工程師演示了NICER如何使用毫秒脈衝星的數據作為一種空間GPS,精確計算國際空間站在3英里(4.8公里)範圍內的位置。正是這種獲取X射線信號的潛力使其成為X射線通信系統中接收器的良好候選者。

為了測試這個想法,NASA正在使用一種特殊設計的設備,其被稱為調製X射線源。該裝置首先將紫外光照射到像鎂這樣的光電陰極材料上,從而產生X射線。這會產生電子,然後電子被加速成另一種材料,從而產生X射線。重要的是,MXS可以快速打開和關閉,將二進制消息編碼為X射線,可以通過接收器發送和解密。

對於即將進行的測試,NASA在國際空間站外部安裝了調製X射線源。在那裡,它將在165英尺(50米)的距離內將X射線信息發射到NICER,這將嘗試解碼它們。該團隊表示,該消息本身最初將保持簡單,以確保設備能夠準確地獲取發送的內容。如果可行,則可以在稍後的測試中發送更復雜的消息。

如果一切按計劃進行,X射線通信最終可用於向一系列航天器發射數據。X射線的波長比無線電波甚至激光通信系統短得多,這些系統也在開發中。這意味著它們應該能夠將更多數據打包到更緊湊的光束中,從而有效地實現更快的數據傳輸速率。

另一個潛在的優勢是X射線可以穿透熱的等離子體鞘,當太空船在地球大氣層中爆炸時,這種等離子體鞘通常會切斷無線電通信。在這個關鍵而緊張的時期,X射線可以讓宇航員與地面控制中心保持聯繫。

XCOM測試將在未來幾個月內在國際空間站上進行。


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