Супутник Китаю здивував вчених: передача даних встановила несподіваний рекорд швидкості

Про це повідомляє Daily Galaxy.

Що взагалі відбулося?

У китайській провінції Юньнань на базі обсерваторії Ліцзян провели експеримент, який привернув увагу фахівців зі супутникових комунікацій. Сигнал надходив із супутника на геостаціонарній орбіті – приблизно за 36 тисяч кілометрів від Землі. Перед тим як потрапити до приймача, лазерний промінь проходив крізь атмосферу, де турбулентні повітряні потоки могли розсіювати та деформувати світло.

Це означало, що завданням було не просто прийняти передачу з космосу, а відновити чіткі дані з уже спотвореного сигналу. Саме тому експериментальна наземна система була побудована навколо телескопа діаметром 1,8 метра та складного модуля корекції з 357 мікродзеркал. Вони безперервно змінювали положення в реальному часі, компенсуючи викривлення світлової хвилі.

Як китайським вченим вдалося прискорити космічний зв'язок?

Дослідження, опубліковане в журналі Acta Optica Sinica, очолили науковці У Цзянь із Пекінського університету пошти та телекомунікацій та Лю Чао з Китайської академії наук. Їхньою метою було не просто встановити лазерний канал зв'язку з орбіти, а забезпечити стабільну високошвидкісну передачу, здатну витримати найскладнішу ділянку – проходження сигналу через нестабільні шари атмосфери.

Результат став ключовим моментом експерименту. Команда повідомила про швидкість передачі даних у 1 Гбіт/с, що приблизно у п'ять разів перевищує показники системи Starlink, хоча супутник знаходився значно вище за апарати на низькій навколоземній орбіті.

За одним із порівнянь, така швидкість дозволила б передати HD-фільм із Шанхаю до Лос-Анджелеса менш ніж за п'ять секунд.

Контраст між висотою орбіти та досягнутою швидкістю став головною причиною інтересу до тесту. Супутники низької орбіти працюють на відстані кількох сотень кілометрів від поверхні планети, тоді як цей сигнал долав шлях більш ніж у 60 разів довший. Додатково вражає і потужність передавача – 2 вати, що ближче до світла нічника, ніж до енергоспоживання традиційних систем далекого зв'язку.

Ключем до успіху стала комбінована технологія обробки сигналу після його входу в атмосферу. Раніше вчені використовували або адаптивну оптику для виправлення викривлень хвилі, або методи приймання з модовим різноманіттям, які дозволяють збирати розсіяні компоненти сигналу. У цьому експерименті обидва підходи об'єднали.

• На першому етапі система адаптивної оптики за допомогою мікродзеркал змінювала форму світлового променя.
• Потім сигнал проходив через багатоплощинний перетворювач світла, який розділяв його на вісім базових каналів.
• Приймач обирав три найсильніші з них і комбінував для подальшого декодування.

Такий підхід дозволив не намагатися відновити ідеальний промінь, а працювати з тим, що залишилося після турбулентності. Система фактично використовувала найстабільніші "шляхи" сигналу. Цю синергію технологій назвали AO-MDR, і вона підвищила частку придатного для передачі сигналу з 72% до 91,1%, що свідчить не лише про приріст швидкості, а й про покращення надійності зв'язку.

Чому це важливий експеримент?

Геостаціонарна орбіта має власні переваги та виклики. Супутник залишається над однією точкою планети, що забезпечує стабільність позиціювання, але водночас збільшує відстань передачі. Сигнал повинен подолати значно довший шлях у космосі, а потім пройти через атмосферу, де ризик оптичних спотворень стає ще вищим.

Саме тому успішна демонстрація гігабітного каналу зв'язку на такій висоті сприймається як доказ потенціалу оптичних супутникових систем. Водночас експериментальний приймач був великим і спеціалізованим, що робить технологію більш придатною для магістральних або ретрансляційних вузлів – коли потужні наземні станції приймають великі обсяги даних і передають їх у наземні мережі.

Найскладнішим випробуванням стала не відстань у космосі, а рухоме повітря над обсерваторією. Саме там промінь втрачав форму, а передача ризикувала стати непридатною. Досягнення експерименту полягає в тому, що система приймання не просто витримала ці викривлення, а змогла їх компенсувати та використати для стабілізації зв'язку.