Лазерный передатчик

Аватар пользователя
maxrez
Сообщений: 151
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 16:31

Re: Лазерный передатчик

Сообщение maxrez » 11 ноя 2015, 12:50

Ejj писал(а):На "Аполлоне" оба "канала" запитывались с одних и тех же приемопередатчиков. И разделялись на канал передачи во время маневрирования у Земли, когда использовать направленную антенну не было возможности, и канал передачи во время межпланетного полета и от Луны. Читайте документ, там все написано.

Создатели "Аполлона" не искали способ сделать свое детище посложнее.


Но ведь у нас не Аполлон, правда?
Хорошо, попробуем подробнее.
Какую информацию куда и каких объёмов нам надо посылать?

Аватар пользователя
maxrez
Сообщений: 151
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 16:31

Re: Лазерный передатчик

Сообщение maxrez » 11 ноя 2015, 13:24

Прошу модераторов перенести последние сообщения о радио в тему Радио-комплекс. Спасибо!

ил-74
Сообщений: 104
Зарегистрирован: 28 ноя 2015, 19:53

Re: Лазерный передатчик

Сообщение ил-74 » 28 ноя 2015, 20:34

Всем привет. Модератор не ловит мух. И капча, что здесь на форуме стоит - давно сломана спамерами, рекомендую поставить получше.
Надеюсь, Зеленый кот не будет против - я уже предлагал ему свою вариацию лазерной связи. Сейчас напишу поразвернутей вариант.
Последний раз редактировалось ил-74 28 ноя 2015, 20:57, всего редактировалось 1 раз.

Аватар пользователя
maxrez
Сообщений: 151
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 16:31

Re: Лазерный передатчик

Сообщение maxrez » 28 ноя 2015, 20:50

ил-74 писал(а):Надеюсь, Зеленый кот не будет против - я уже предлагал ему свою вариацию лазерной связи. Сейчас напишу поразвернутей вариант.

Напишите. Мне интересно. Надеюсь и организатором будет.

ил-74
Сообщений: 104
Зарегистрирован: 28 ноя 2015, 19:53

Re: Лазерный передатчик

Сообщение ил-74 » 28 ноя 2015, 21:13

Если очень кратко - суть идеи в том, чтобы использовать в качестве мишени-отражателя для луча лазера атмосферу Земли и ее проявления - например, облачность. Ну для космической связи использование отражения от облаков актуально как раз при использовании спутника-ретранслятора на орбите - который с помощью небольшого телескопа улавливает отражения лазера от облачности, преобразует в сигнал и затем передает на Землю - либо в радиодиапазоне, либо опять же лазером, но уже прямо в наземный телескоп. Как вариант - использовать для отражения поверхность Земли без источников света с высоким альбедо (отражающей способностью) - например, полярные льды (Южный полюс лучше). Можно в качестве ретранслятора использовать самолет, летящий выше облаков - с телескопом на борту. Ну над Южным полюсом самолет сложновато отправить лететь. Еще вариант - телескоп на горе выше границы облачности. Таких много, но есть проблема - телескопы изначально строятся так, чтобы только вверх смотреть. Свет, отраженный от облаков ниже уровня телескопа он не сможет поймать - это нужно будет строить новый, или привезти туда небольшой переносной.
Если же вариант без ретранслятора - тогда можно опять же использовать атмосферу земли, но уже без облаков - подобрав диапазон лазера так, чтобы он хорошо рассеивался на границах раздела атмосферных слоев - тогда наземный телескоп, заранее зная координаты точки в атмосфере, переданной по технологическому каналу (можно в любительском диапазоне), сможет уловить сигнал. Смысл моей идеи в том, что не требуется точное наведение - атмосфера Земли большая, промахнуться трудно. Подобный принцип используется для больших телескопов с адаптивной оптикой - для моделирования неоднородностей атмосферы луч лазера создает т.н. "искуственную звезду" - это когда излучение рассеивается как раз на неоднородностях атмосферы, и по поведению этой "звезды" строится мгновенная модель неоднородностей атмосферы. Здесь нам моделей строить не надо - просто можно использовать в качестве мишени-отражателя (детектора) атмосферу Земли.
Еще есть смысл использовать два лазера в одном корпусе, направленных параллельно - с разной длиной волны. Один опорный, более мощный и дешевый - по нему можно наводить наземный телескоп. Второй передает данные.
Бюджет пока сложно прикинуть.

Аватар пользователя
maxrez
Сообщений: 151
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 16:31

Re: Лазерный передатчик

Сообщение maxrez » 28 ноя 2015, 21:24

ил-74 писал(а):...

Хорошо, а сможете посчитать сколько фотонов попадёт в детектор при использовании вашего метода?

ил-74
Сообщений: 104
Зарегистрирован: 28 ноя 2015, 19:53

Re: Лазерный передатчик

Сообщение ил-74 » 28 ноя 2015, 21:31

В идеале - большая часть излученных. Реально же часть, конечно, поглотиться атмосферой. В итоге не менее 50% излученной энергии будет принята телескопом. Телескоп в любом случае должен быть автоматизирован и с быстрым мотоприводом. Точно же будет неизвестно, в какую именно часть облачного фронта попадет луч - и нужно будет быстро по излучению опорного луча навести телескоп.

Аватар пользователя
maxrez
Сообщений: 151
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 16:31

Re: Лазерный передатчик

Сообщение maxrez » 28 ноя 2015, 21:39

ил-74 писал(а):В идеале - большая часть излученных. Реально же часть, конечно, поглотиться атмосферой. В итоге не менее 50% излученной энергии будет принята телескопом. Телескоп в любом случае должен быть автоматизирован и с быстрым мотоприводом. Точно же будет неизвестно, в какую именно часть облачного фронта попадет луч - и нужно будет быстро по излучению опорного луча навести телескоп.


Не совсем согласен. Попробуйте нарисовать схему, как это будет выглядеть. Мне не ясно какой угол расхождения лазерного луча используем, какую площадь он освещает, какой угол зрения у детектора. Нарисуйте, я посмотрю. Пока я думаю, что это работать не будет. Или не даст особого выигрыша в сравнении с классическим методом. Но может я и ошибаюсь.

gionov
Сообщений: 272
Зарегистрирован: 23 окт 2015, 21:15
Откуда: г. Снежинск, Челябинская обасть
Контактная информация:

Re: Лазерный передатчик

Сообщение gionov » 28 ноя 2015, 21:40

ил-74 писал(а):В идеале - большая часть излученных. Реально же часть, конечно, поглотиться атмосферой. В итоге не менее 50% излученной энергии будет принята телескопом. Телескоп в любом случае должен быть автоматизирован и с быстрым мотоприводом. Точно же будет неизвестно, в какую именно часть облачного фронта попадет луч - и нужно будет быстро по излучению опорного луча навести телескоп.

Не понял как половина света попадёт в телескоп.
Скажем если пятно в атмосфере находится на расстоянии 100 км, а диаметр объектива телескопа 10 м, то объектив покрывает лишь (10/100000)^2/(4*pi)=1e-9 поверхность сферы по которой размазывается отражённое излучение. Так что мощность принятого излучения упадёт в миллиард раз. Вроде очевидно, что при этом ничего принять не получится.

Аватар пользователя
maxrez
Сообщений: 151
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 16:31

Re: Лазерный передатчик

Сообщение maxrez » 28 ноя 2015, 21:42

gionov писал(а):Не понял как половина света попадёт в телескоп.
Скажем если пятно в атмосфере находится на расстоянии 100 км, а диаметр объектива телескопа 10 м, то объектив покрывает лишь (10/100000)^2/(4*pi)=1e-9 поверхность сферы по которой размазывается отражённое излучение. Так что мощность принятого излучения упадёт в миллиард раз. Вроде очевидно, что при этом ничего принять не получится.

Именно! :!:

ил-74
Сообщений: 104
Зарегистрирован: 28 ноя 2015, 19:53

Re: Лазерный передатчик

Сообщение ил-74 » 28 ноя 2015, 21:55

gionov писал(а):
ил-74 писал(а):В идеале - большая часть излученных. Реально же часть, конечно, поглотиться атмосферой. В итоге не менее 50% излученной энергии будет принята телескопом. Телескоп в любом случае должен быть автоматизирован и с быстрым мотоприводом. Точно же будет неизвестно, в какую именно часть облачного фронта попадет луч - и нужно будет быстро по излучению опорного луча навести телескоп.

Не понял как половина света попадёт в телескоп.
Скажем если пятно в атмосфере находится на расстоянии 100 км, а диаметр объектива телескопа 10 м, то объектив покрывает лишь (10/100000)^2/(4*pi)=1e-9 поверхность сферы по которой размазывается отражённое излучение. Так что мощность принятого излучения упадёт в миллиард раз. Вроде очевидно, что при этом ничего принять не получится.


Если принимающий телескоп будет не стандартный телескоп - т.е.будет иметь широкоугольный объектив, а также если и расстояние будет достаточное для охвата всего пятна - то в фотоприемник попадет именно большая часть излучения. Что не понятно то? Объектив будет направлен на отражающее облако - не на спутник возле Луны. Это, кстати, позволит избежать засветки от Луны.

gionov
Сообщений: 272
Зарегистрирован: 23 окт 2015, 21:15
Откуда: г. Снежинск, Челябинская обасть
Контактная информация:

Re: Лазерный передатчик

Сообщение gionov » 28 ноя 2015, 22:00

Значит я всё правильно понял, телескоп смотрит на облако и расчёт верен. Светосила не играет роли, если всё излучение проходящее через объектив попадает на приёмник, а если не попадает (как вы хотите с "не широкоугольным объективом"), тогда будет дополнительная потеря.

ил-74
Сообщений: 104
Зарегистрирован: 28 ноя 2015, 19:53

Re: Лазерный передатчик

Сообщение ил-74 » 28 ноя 2015, 22:05

даже и стандартный телескоп все равно уловит больше света с облаков, чем если будет ловить свет непосредственно со спутника. Ну при этом луч лазера должен быть направлен на сам телескоп, естественно, а не на облака в сторону.

Аватар пользователя
maxrez
Сообщений: 151
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 16:31

Re: Лазерный передатчик

Сообщение maxrez » 28 ноя 2015, 22:10

ил-74 писал(а):
Если принимающий телескоп будет не стандартный телескоп - т.е.будет иметь широкоугольный объектив, а также если и расстояние будет достаточное для охвата всего пятна - то в фотоприемник попадет именно большая часть излучения. Что не понятно то? Объектив будет направлен на отражающее облако - не на спутник возле Луны. Это, кстати, позволит избежать засветки от Луны.


Для наглядности.
laser cloud.png
laser cloud.png (33.38 KiB) 3041 просмотра

Аватар пользователя
maxrez
Сообщений: 151
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 16:31

Re: Лазерный передатчик

Сообщение maxrez » 28 ноя 2015, 22:13

ил-74 писал(а):даже и стандартный телескоп все равно уловит больше света с облаков, чем если будет ловить свет непосредственно со спутника. Ну при этом луч лазера должен быть направлен на сам телескоп, естественно, а не на облака в сторону.


Можете нарисовать схемку и сделать расчёты? Меня интересует количество фотонов пойманных детектором. Пусть мощность лазера равно 10 Ватт.

ил-74
Сообщений: 104
Зарегистрирован: 28 ноя 2015, 19:53

Re: Лазерный передатчик

Сообщение ил-74 » 28 ноя 2015, 22:16

maxrez писал(а):
ил-74 писал(а):
Если принимающий телескоп будет не стандартный телескоп - т.е.будет иметь широкоугольный объектив, а также если и расстояние будет достаточное для охвата всего пятна - то в фотоприемник попадет именно большая часть излучения. Что не понятно то? Объектив будет направлен на отражающее облако - не на спутник возле Луны. Это, кстати, позволит избежать засветки от Луны.


Для наглядности.
laser cloud.png


Можете выкинуть эту картинку и рисовать новую. Ибо читаете невнимательно. Я ясно написал - телескоп должен быть ВЫШЕ уровня облаков. И ловить отраженный от них вверх свет, а не пытаться увидеть его СКВОЗЬ них - это невозможно. Телескоп должен быть расположен на горе выше уровня облаков.
Последний раз редактировалось ил-74 28 ноя 2015, 22:18, всего редактировалось 1 раз.

ил-74
Сообщений: 104
Зарегистрирован: 28 ноя 2015, 19:53

Re: Лазерный передатчик

Сообщение ил-74 » 28 ноя 2015, 22:17

maxrez писал(а):
ил-74 писал(а):даже и стандартный телескоп все равно уловит больше света с облаков, чем если будет ловить свет непосредственно со спутника. Ну при этом луч лазера должен быть направлен на сам телескоп, естественно, а не на облака в сторону.


Можете нарисовать схемку и сделать расчёты? Меня интересует количество фотонов пойманных детектором. Пусть мощность лазера равно 10 Ватт.


рисовать не умею. Все и так ясно описал.

gionov
Сообщений: 272
Зарегистрирован: 23 окт 2015, 21:15
Откуда: г. Снежинск, Челябинская обасть
Контактная информация:

Re: Лазерный передатчик

Сообщение gionov » 28 ноя 2015, 22:25

Да, ясно. И Ваш способ абсолютно неработоспособен. Практически без разницы, выше или ниже, если облака оптически не толстые, то индикатриса рассеяния не будет в сотни раз отличаться всё равно и это - мизер по сравнению с миллиардной потерей (и это для зеркала диаметром 10 м!). Кстати, наоборот, больше света будет рассеиваться вниз, а не вверх, если облака тонкие.
Последний раз редактировалось gionov 28 ноя 2015, 22:28, всего редактировалось 2 раз.

Аватар пользователя
maxrez
Сообщений: 151
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 16:31

Re: Лазерный передатчик

Сообщение maxrez » 28 ноя 2015, 22:25

ил-74 писал(а):
Можете выкинуть эту картинку и рисовать новую. Ибо читаете невнимательно. Я ясно написал - телескоп должен быть ВЫШЕ уровня облаков. И ловить отраженный от них вверх свет, а не пытаться увидеть его СКВОЗЬ них - это невозможно. Телескоп должен быть расположен на горе выше уровня облаков.


Хорошо, перерисовал. Смысл в другом. В том, что детектор поймает лишь малую часть фотонов которое испустило пятно.
laser cloud3.png
laser cloud3.png (66.5 KiB) 3034 просмотра

ил-74
Сообщений: 104
Зарегистрирован: 28 ноя 2015, 19:53

Re: Лазерный передатчик

Сообщение ил-74 » 28 ноя 2015, 22:26

Кстати, такой метод связи можно использовать в будущем при дальних миссиях - например, на Юпитер, Сатурн и т.д. Но там в качестве мишени-отражателя нужно будет использовать атмосферу, точнее ее проявления с высоким альбедо - те же облака - исследуемой планеты. АМС светит лазером, передающим пакет на облако Юпитера, а телескоп с Земли или орбиты Земли ловит отраженный свет и принимает пакет.


Вернуться в «Состав космического аппарата»

Кто сейчас на форуме

Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость