यदि मनुष्य सौर मंडल के बारे में यात्रा करना चाहते हैं, तो उन्हें संवाद करने में सक्षम होना चाहिए। जैसा कि हम चंद्रमा और मंगल पर चालित मिशनों के लिए तत्पर हैं, संचार प्रौद्योगिकी एक ऐसी चुनौती पेश करेगी जिसका हमने 1970 के दशक से सामना नहीं किया है।
हम रेडियो संकेतों के माध्यम से रोबोटिक मिशनों के साथ संवाद करते हैं। ऐसा करने के लिए इसे बड़े रेडियो एंटेना के नेटवर्क की आवश्यकता होती है। अंतरिक्ष यान में अपेक्षाकृत कमजोर रिसीवर होते हैं, इसलिए आपको उन्हें एक मजबूत रेडियो सिग्नल बीम करने की आवश्यकता होती है। वे अपेक्षाकृत कमजोर संकेतों को भी वापस प्रेषित करते हैं। उत्तर को पकड़ने के लिए आपको एक बड़े संवेदनशील रेडियो डिश की आवश्यकता है। पृथ्वी की कक्षा से परे अंतरिक्ष यान के लिए, यह के माध्यम से किया जाता है डीप स्पेस नेटवर्क (DSN), जो नौकरी के लिए डिज़ाइन किए गए रेडियो दूरबीनों का एक संग्रह है।
1969 में CSIRO के पार्क्स रेडियो टेलीस्कोप की तस्वीर। क्रेडिट: सीएसआईआरओ
वर्तमान में हमारे पास एकमात्र प्रमुख क्रू मिशन अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) है। चूंकि आईएसएस पृथ्वी से केवल 400 किलोमीटर ऊपर परिक्रमा करता है, इसलिए रेडियो सिग्नल को आगे और पीछे भेजना अपेक्षाकृत आसान है। लेकिन जैसे-जैसे मनुष्य अंतरिक्ष में गहराई तक जाते हैं, हमें मौजूदा नेटवर्क की तुलना में कहीं अधिक शक्तिशाली डीप स्पेस नेटवर्क की आवश्यकता होगी। बड़ी संख्या में सक्रिय मिशनों को देखते हुए, DSN को पहले से ही अपनी डेटा सीमा तक धकेला जा रहा है। मानव मिशन के लिए अधिक बैंडविड्थ परिमाण के आदेशों की आवश्यकता होगी।
के लिए चंद्रमा के लिए अपोलो मिशन, नासा ने एक नई रेडियो संचार प्रणाली विकसित की जिसे यूनिफाइड एस-बैंड या यूएसबी के नाम से जाना जाता है। पहले लो ऑर्बिट मिशन में वॉयस, टेलीमेट्री और ट्रैकिंग डेटा के लिए अलग-अलग रेडियो चैनलों का इस्तेमाल किया जाता था। उस समय के रेडियो टेलीस्कोप इस स्वतंत्र डेटा को चंद्र दूरियों से पकड़ने के लिए पर्याप्त संवेदनशील नहीं थे, इसलिए USB ने उन्हें एक एकल डेटा स्ट्रीम में जोड़ दिया। लेकिन यह भी चंद्रमा से वीडियो संकेतों को पकड़ने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली नहीं था। पहली मून लैंडिंग के धुंधले, कम-रिज़ॉल्यूशन वाले वीडियो को कैप्चर करने के लिए, पार्क्स रेडियो टेलीस्कोप, उस समय के सबसे बड़े और सबसे संवेदनशील रेडियो एंटेना में से एक था।
चालक दल के मिशनों के लिए एक नए एंटीना डिश की कलाकार अवधारणा। श्रेय: NASA/JPL-कैल्टेक
जब हम चंद्रमा पर लौटते हैं और मंगल पर अपना पहला कदम रखते हैं, तो हम न केवल वैज्ञानिक डेटा बल्कि लाइव वीडियो फीड, उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियां और यहां तक कि अंतरिक्ष यात्रियों के ट्वीट भी चाहते हैं। कल्पना कीजिए कि आप पृथ्वी और मंगल के बीच गीगाबाइट डेटा स्ट्रीम करने का प्रयास कर रहे हैं। यहां तक कि सबसे परिष्कृत रेडियो नेटवर्क भी उस स्तर की बैंडविड्थ के लिए सक्षम नहीं है। जबकि नासा आधुनिक रेडियो डिजाइन पर काम कर रहा है, रेडियो संचार हमारी सभी जरूरतों को पूरा नहीं कर सकता है।
एक नया अध्ययन एक विकल्प को देखता है। यह रेडियो के बजाय दृश्य प्रकाश का उपयोग करता है। जबकि दृश्य प्रकाश अपनी छोटी तरंग दैर्ध्य के कारण अधिक डेटा ले जा सकता है, यह अधिक आसानी से बिखरता है और कम दूरी पर निष्ठा खो देता है। इसे दूर करने के लिए, टीम दूसरे संदर्भ संकेत के साथ संकेत के संयोजन का प्रस्ताव करती है। फिर पूरी चीज को एक गैर-रैखिक ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से पारित किया जाता है, जो एक तीसरा संकेत उत्पन्न करता है जिसे आइडलर तरंग के रूप में जाना जाता है। इन तीनों को तब बढ़ाया जाता है और अपने रास्ते पर भेज दिया जाता है। दूसरे छोर पर, संकेतों को पकड़ लिया जाता है और संसाधित किया जाता है। क्योंकि आइडलर तरंग अन्य दो संकेतों पर निर्भर करती है, इसका उपयोग बिना अधिक डेटा हानि के मूल सिग्नल को फिर से बनाने के लिए किया जा सकता है। प्रयोगशाला प्रयोगों में, टीम 10Gb/s से अधिक की डेटा-दर तक पहुंच गई, जो वर्तमान तकनीक से दस गुना अधिक है।
यह कार्य अभी भी अत्यधिक प्रयोगात्मक है, इसलिए यह बताना जल्दबाजी होगी कि क्या यह मानव अंतरिक्ष अन्वेषण की चुनौतियों का समाधान करेगा। लेकिन कौन जानता है, यह सिर्फ वह तकनीक हो सकती है जो अंतरिक्ष यात्रियों को दूसरी दुनिया से इंस्टाग्राम सेल्फी भेजने की सुविधा देती है।
संदर्भ:काकरला, आर., श्रोडर, जे. एंड एंड्रेकसन, पी.ए. ' एक फोटॉन-प्रति-बिट रिसीवर निकट-नीरव चरण-संवेदनशील प्रवर्धन का उपयोग कर रहा है । 'प्रकाश: विज्ञान और अनुप्रयोगउड़ान। 9, नहीं। 153 (2020)