休斯顿,我们遇到网络通信麻烦了!

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我们在我们的星球上覆盖了网络,但是当我们发送信号到以前没有人去过的地方,会发生什么?

 

空间网络是地球上基站与无人空间探测器,行星探测器,轨道卫星或载人航天器之间的双向通信。这些无线电信号带回消息,图像和科学发现。有一天或许他们会被用来在地球上的殖民地和月球或火星之间进行通信。

 

当然,我们不能只是“打电话”给火星。外层空间网络与我们在地球上的经验大不相同。

 

通信以光速旅行。这意味着无线电信号可能需要20分钟或更长时间才能到达火星行星漫游车。这就像回到拨号时代一样。

 

(过了很久,你收到提示)你有邮件。

 

除了极其缓慢的通信外,空间网络面临可靠性挑战。如果冥王星附近发生故障,科学家无法准确地将太空探测器返回实验室。或者打开火星探测器的后备箱,并在火星表面冻结时留出备用。

 

空间通信系统中的所有部件必须能够承受高辐射水平,大范围的温度波动和长期的使用寿命。 Space.com报道说:“宇航员在最短的地球 - 火星往返行程中接受的辐射剂量约为66雷姆斯。这个数字就像每五六天接受一次全身CT扫描。“

 

温度也影响可靠性。在地球外的大气层,阳光下的物体可以达到248华氏度,而阴影物体可以达到零下148华氏度。根据美国宇航局的数据,在火星上,温度在负284和86华氏度之间变化。

 

对于像火星探测器这样的系统来说,能效是另一个挑战。在将数据或图像传回地球之前,耗用电源的流动站有什么用处?

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GaN(和GaAs)的一小步

 

恶劣的太空环境领域是砷化镓(GaAs)和氮化镓(GaN)的理想之地。这两种化合物半导体技术对于太空探索的固有挑战性条件是必需的,并且最重要的是可以通信回传回到地球。

 

砷化镓是一种化合物半导体,几十年来一直是空间应用领域的事实标准。GaAs放大器和开关坚固可靠,并且已经在包括通信和导航卫星在内的多个空间平台上工作。

 

但是,新兴标准是GaN。GaN解决方案能在更高的温度下可靠运行,比传统技术寿命长100倍。GaN还以更小的封装提供更高的输出功率和数据吞吐量,将能耗降低20%。

 

数十万种砷化镓和氮化镓基网络解决方案已经在太空应用上推出。这些包括轨道卫星,这些卫星支持波音 宽带数据,电信和GPS 等关键节目。

 

美国宇航局也一直依靠网络技术来传输其发现。

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美国宇航局和网络

 

在1997年,卡西尼-惠更斯号太空船向土星发射,通过美国航空航天局,欧洲航天局和意大利航天局的一个合作任务启动。卡西尼 - 惠更斯探测器包括关键设备,旨在与航天器在其任务期间与土星卫星泰坦表面进行通信。Qorvo的砷化镓(GaAs)技术是将研究结果发回地球的关键所在。

 

几年之后,火星是两个美国宇航局探测器的目的地,即勇气号和机遇号,也装备了GaAs放大器。这些漫游者于2004年抵达,并通过卓越的设计和星际创造力的结合,直到2010年,勇气号仍然继续运行并与地球沟通。它的姐妹探测器机遇号今天仍在运行,向全球科学家发送数据。

 

然后出现了新视野号 - 这是2006年发射并预定用于冥王星的美国航天局航天器。通信系统组件帮助新视野公司承受了九年的旅程,并将冥王星的首批高分辨率图像传回地球。新视野号是第一艘参观柯伊伯带的航天器,这是一个距离海王星至少超过10亿英里的大区域,它包含小型冰冷的绕轨道物体。

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2012年,火星科学实验室(MSL)的Sky Crane登陆雷达和好奇号探测器搭载了类似的组件。在着名的“ 七分钟恐怖 ” 导航中,联网对于安全地将好奇号安全地降低到火星表面至关重要。

 

对于那里的科幻迷们,我们也在监控无线电波,以寻找智能生活。发现搜索外星人的最好方法是用RF!

 

空间将外星网络的可靠性和效率提升到全新的“超凡世界”水平。

 

有了正确的射频技术,这是无限的,超越!

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