Η NASA X-Ray Tech θα μπορούσε να ενεργοποιήσει την υπερταχεία επικοινωνία στο βαθύ διάστημα

NASA

Το έργο NavCube της NASA θα μπορούσε να ενεργοποιήσει μια επίδειξη επικοινωνίας ακτίνων Χ στο διάστημα. (Πιστωτική εικόνα: NASA/ W/ Hrybyk)



Η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ακτίνες Χ για τη μετάδοση δεδομένων σε υψηλούς ρυθμούς σε τεράστιες αποστάσεις στο διάστημα, καθώς και να επιτρέψει την επικοινωνία με υπερηχητικά οχήματα κατά την επανείσοδο, όταν οι ραδιοεπικοινωνίες είναι αδύνατες, λένε οι επιστήμονες της NASA.

Η τεχνολογία θα συνδυάσει πολλά έργα της NASA που βρίσκονται σε εξέλιξη για να καταδείξει τη σκοπιμότητα των επικοινωνιών με ακτίνες Χ εκτός του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού.





Τα ραδιοκύματα που χρησιμοποιούνται από τα κινητά τηλέφωνα, το Wi-Fi και, φυσικά, τα ραδιόφωνα, είναι ένα είδος φωτός. Άλλες μορφές φωτός μπορούν επίσης να μεταφέρουν δεδομένα. Για παράδειγμα, οι τηλεπικοινωνίες οπτικών ινών βασίζονται σε παλμούς ορατού και κοντά στο υπέρυθρο φως. [ Επικοινωνία με βαθύ χώρο - πώς λειτουργεί (βίντεο) ]

Η προσπάθεια να χρησιμοποιηθεί ένας άλλος τύπος φωτός, οι ακτίνες Χ, για επικοινωνία ξεκίνησε με την έρευνα για το προτεινόμενο από την NASA Black Hole Imager. Αυτή η αποστολή έχει σχεδιαστεί για να αναλύσει τα άκρα των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών που πρότειναν προηγούμενες έρευνες υπάρχουν στα κέντρα των περισσότερων, αν όχι όλων, των μεγάλων γαλαξιών Το



Μια πιθανή στρατηγική για την ενεργοποίηση του Black Hole Imager ήταν η ανάπτυξη ενός αστερισμού διαστημικών σκαφών με ακριβή ευθυγράμμιση για τη συλλογή ακτίνων Χ που εκπέμπονται από τις άκρες αυτών των μαύρων τρυπών. Ο Keith Gendreau, αστροφυσικός στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt του Μέριλαντ, σκέφτηκε να αναπτύξει ακτίνες Χ που θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτά τα διαστημόπλοια ως φάροι πλοήγησης για να βεβαιωθούν ότι θα παραμείνουν σε θέση μεταξύ τους. Το σύστημα θα τους κρατούσε ευθυγραμμισμένους με ακρίβεια μόλις 1 μικρά, ή περίπου το ένα εκατοστό του μέσου πλάτους μιας ανθρώπινης τρίχας.

Ο Gendreau στη συνέχεια αιτιολόγησε ότι διαμορφώνοντας ή μεταβάλλοντας τη δύναμη ή τη συχνότητα αυτών των εκπομπών ακτίνων Χ σε ενεργοποίηση και απενεργοποίηση πολλές φορές ανά δευτερόλεπτο, αυτοί οι φάροι πλοήγησης θα μπορούσαν επίσης να χρησιμεύσουν ως σύστημα επικοινωνίας. Μια τέτοια επικοινωνία με ακτίνες Χ ή XCOM, θα μπορούσε, θεωρητικά, να επιτρέψει ρυθμούς δεδομένων gigabit ανά δευτερόλεπτο σε όλο το ηλιακό σύστημα, είπε. (Για σύγκριση, το ταχύτερο τρέχον πρότυπο Wi-Fi προσφέρει επίσης θεωρητικά ρυθμούς δεδομένων έως 1 gigabit ανά δευτερόλεπτο.)



«Καθώς η ανθρωπότητα προχωράει περισσότερο στο σύμπαν, η επικοινωνία με το σπίτι θα απαιτήσει νέες τεχνολογίες», είπε ο Gendreau. 'Η XCOM θα παίξει σε αυτό.'

Ένα πλεονέκτημα που έχει το XCOM σε σύγκριση με την επικοινωνία λέιζερ στο βαθύ διάστημα είναι ότι οι ακτίνες Χ έχουν μικρότερα μήκη κύματος από το ορατό ή υπέρυθρο φως που συνήθως χρησιμοποιείται στην επικοινωνία λέιζερ. Αυτό σημαίνει ότι, κατ 'αρχήν, το XCOM μπορεί να μεταδώσει περισσότερα δεδομένα για την ίδια ποσότητα ισχύος που απαιτεί η επικοινωνία λέιζερ, είπε ο Gendreau. Επιπλέον, επειδή οι ακτίνες Χ έχουν μικρότερα μήκη κύματος, μπορούν να μεταδοθούν σε πιο σφιχτές δέσμες από το ορατό ή υπέρυθρο φως, οπότε σπαταλάται λιγότερη ενέργεια στην προσπάθεια επικοινωνίας σε μεγάλες αποστάσεις, πρόσθεσε.

Επιπλέον, οι ακτίνες Χ μπορούν να διαπεράσουν εμπόδια που εμποδίζουν την ραδιοεπικοινωνία. «Θυμάστε τη διακοπή της συχνότητας των ραδιοσυχνοτήτων τις μέρες του Απόλλωνα, όταν οι κάψουλες έμπαιναν στην ατμόσφαιρα;» Είπε ο Gendreau. «Λοιπόν, οι ακτίνες Χ υψηλής ενέργειας μπορούν να περάσουν από το θερμό πλάσμα που μπλοκάρει τα ραδιοκύματα».

Για να πειραματιστούν με το XCOM, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια συσκευή που ονομάζεται Διαμορφωμένη Πηγή Ακτίνων Χ ή MXS, η οποία δημιουργεί παλμούς ακτίνων Χ ταχείας πυρκαγιάς. Το MXS έχει προγραμματιστεί να εγκατασταθεί σε μια πειραματική παλέτα που θα αναπτυχθεί έξω από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό το 2018.

Το MXS θα μεταδώσει δεδομένα μέσω ακτίνων Χ περίπου 50 μέτρα στον Neutron-Star Interior Composition Explorer (NICER), το οποίο έχει σχεδιαστεί για να μελετά αστέρια νετρονίων και τους ταχέως περιστρεφόμενους συγγενείς τους, πάλσαρ και θα εκτοξεύεται στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό στις αρχές του 2017. Οι μεταδόσεις δεδομένων του MXS θα εκτελούνται από το NavCube, μια πλατφόρμα υπολογιστών και πλοήγησης της NASA.

Παρόλο που το μεγαλύτερο μέρος της τεχνολογίας για το MXS είναι έτοιμο, οι ερευνητές εξακολουθούν να αναζητούν πρόσθετη χρηματοδότηση για να ολοκληρώσουν μια διαστημική έκδοση της συσκευής XCOM, συμπεριλαμβανομένου του περιβλήματος και της τροφοδοσίας υψηλής τάσης.

«Έχουμε το μεγαλύτερο μέρος του υλικού, αλλά χρειαζόμαστε λίγη περισσότερη υποστήριξη για να ολοκληρώσουμε το πακέτο XCOM», δήλωσε η Jenny Donaldson, η οποία ηγείται της ανάπτυξης του ωφέλιμου φορτίου NavCube, ανέφερε σε δήλωσή του Το 'Αυτή είναι μια μεγάλη ευκαιρία για να δείξουμε το NavCube και, αν όλα πάνε όπως έχει προγραμματιστεί, τις ακτινογραφικές επικοινωνίες.'

Η διαμόρφωση ακτίνων Χ θα μπορούσε να επιτρέψει περισσότερες από επικοινωνίες στο βάθος του διαστήματος. 'Για παράδειγμα, υπάρχει πραγματική πιθανότητα να μειώσουμε σημαντικά τις δόσεις ακτινοβολίας στην ιατρική απεικόνιση με ακτίνες Χ χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία', δήλωσε ο Gendreau. «Μου αρέσει πώς μια αποστολή απεικόνισης μαύρης τρύπας μπορεί να επιτρέψει πραγματικές ιατρικές εφαρμογές που μπορούν να κάνουν τη διαφορά».

Ακολουθήστε τον Charles Q. Choi στο Twitter @cqchoi Το Ακολουθησε μας @Spacedotcom , Facebook και Google+ Το Αρχικό άρθρο για Space.com Το