วันศุกร์ที่ 6 ธันวาคม พ.ศ. 2556
NASA ใช้แสงเลเซอร์ต่อสัญญาณอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงไปดวงจันทร์ในพริบตา
นาซ่าทำลายสถิติในการสื่อสารในอวกาศ ด้วยการส่งข้อมูลจำนวนมหาศาลไปยังดวงจันทร์ ผ่านแสงเลเซอร์ที่ยิงไปในพริบตา
นับแต่อดีตมาการสื่อสารกับยานอวกาศต่างๆ ใช้คลื่นวิทยุเป็นหลัก
ซึ่งใช้ทั้งการพูดคุยกับภาคพื้นโลก รวมทั้งการส่งข้อมูลภาพถ่ายต่างๆ
จากกล้องในยานกลับมายังโลก
ยิ่งยานอวกาศอยูไกลจากโลกไปเท่าไหร่ ก็ยิ่งต้องใช้พลังงานในการส่งสัญญาณมากยิ่งขึ้น เพื่อให้ได้สัญญาณที่คมชัดเพียงพอจานรับสัญญาณดาวเทียมที่ภาคพื้นโลกจึงต้อง มีขนาดใหญ่ตามไปด้วย จานรับสัญญาณของยาน Votager 1 ซึ่งเป็นยานอวกาศที่อยู่ห่างจากโลกที่สุดตอนนี้ ต้องใช้จานดาวเทียมเส้นผ่านศูนย์กลาง 70 เมตร เพื่อสื่อสารกับยาน
การจะสำรวจอวกาศในระยะทางที่ห่างไกลจากโลกออกไป จำเป็นจะต้องมีระบบสื่อสารที่มีประสิทธิภาพกว่านี้ นักวิทยาศาสตร์นาซ่าจึงได้พยายามสร้างระบบสื่อสารที่ดียิ่งขึ้น โดยใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มีความเข้มสูงเป็นสื่อกลางในการส่งผ่านข้อมูลไปยังตัว รับในอวกาศ
โครงการทดสอบการสื่อสารด้วยเลเซอร์นี้ได้เป็นภารกิจหนึ่งในการสำรวจดวง จันทร์ของยาน Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) ซึ่งถูกส่งไปสำรวจชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ตั้งแต่เดือนกันยายนที่ผ่านมา โดยในยาน LADEE ได้ติดตั้งอุปกรณ์ต้นแบบสำหรับสื่อสารด้วยลำแสงเลเซอร์ Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD) ทำหน้าที่เป็นตัวรับ-ส่ง สัญญาณในอวกาศ
ส่วนตัวรับ-ส่งสัญญาณภาคพื้นดิน Lunar Lasercomm Ground Terminal (LLGT)
มีทั้งหมด 3 สถานี ตั้งอยู่ที่ แคลิฟอร์เนีย นิวเม็กซิโก และสเปน
จากการทดสอบยิงเลเซอร์ส่งข้อมูลไปยัง LADEE สามารถดาวน์โหลดข้อมูลได้มากถึง 622 เมกะบิต/วินาที และอัพโหลดได้ 75 เมกะบิต/วินาที หากเทียบกับอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงตามบ้านโดยทั่วไปซึ่งอยู่ที่ประมาณ 10-20 เมกะบิต/วินาที หรืออินเตอร์เน็ต 3G ซึ่งความเร็วอยู่ที่ประมาณ 1.7-3.4 เมกะบิต/วินาที
ถือว่าการส่งข้อมูลด้วยเลเซอร์เร็วกว่าอย่างมากมายมหาศาล ด้วยความเร็วขนาดนี้ ยานสำรวจจากนอกระบบสุริยะ สามารถส่งภาพ3 มิติ หรือวิดีโอ ที่ความละเอียดสูงกลับมายังโลกได้อย่างสบาย แถมยังไม่จำเป็นต้องใช้จานดาวเทียมขนาดมหึมาเป็นตัวรับสัญญาณอีกด้วย
อย่างไรก็ตามแม้การสื่อสารด้วยแสงเลเซอร์จะมีความเร็วสูงมากแต่ก็ยังมีข้อ
จำกัดที่จะต้องพัฒนาต่อไปกว่าจะนำมาใช้จริงได้ เช่น
การส่งข้อมูลด้วยเลเซอร์ต้องใช้ความแม่นยำระดับสุดยอด
ลองนึกภาพการยิงเม็ดทรายให้ลอดรูเข็มที่อยู่ห่างออกไปสักร้อยกิโลเมตรดูว่า
ต้องใช้ความแม่นยำขนาดไหน
การยิงลำแสงเลเซอร์เส้นบางเฉียบที่มีความเข้มสูงให้ตกถูกตำแหน่งตัวรับพอดี จากอวกาศที่อยู่ห่าง ออกไปเป็นล้านกิโลเมตร ต้องอาศัยความแม่นยำกว่านั้นมาก
หากคลาดเคลื่อนไปเพียงเล็กน้อยหมายถึงอัตราการส่งข้อมูลต่ำลงอย่างมาก และอาจทำให้ข้อมูลจำนวนมหาศาลสูญหาย
นอกจากนี้จากการทดสอบยังพบอีกว่าการส่งข้อมูลไปยังตัวรับขณะที่ดวงจันทร์ อยู่ใกล้ขอบฟ้ามีอัตราเร็วต่ำกว่าการส่งข้อมูลขณะที่ดวงจันทร์อยู่ตำแหน่ง เหนือหัวมาก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าชั้นบรรยากาศของโลกมีผลต่อการส่งข้อมูล อาจรบกวนลำแสงเลเซอร์ทำให้ส่งข้อมูลได้ช้าลง ความแม่นยำในการส่งและรับเลเซอร์ และ การหลีกเลี่ยงการรบกวนของช้นบรรยากาศโลกจึงเป็นโจทย์ที่สำคัญและท้าทายอย่าง ยิ่งในการพัฒนาวิธีสื่อสารด้วยเลเซอร์ต่อไป
อ้างอิง
http://www.wired.com/wiredscience/2013/10/nasa-internet-laser/
http://esc.gsfc.nasa.gov/267/271.html
http://www.universetoday.com/105254/
ยิ่งยานอวกาศอยูไกลจากโลกไปเท่าไหร่ ก็ยิ่งต้องใช้พลังงานในการส่งสัญญาณมากยิ่งขึ้น เพื่อให้ได้สัญญาณที่คมชัดเพียงพอจานรับสัญญาณดาวเทียมที่ภาคพื้นโลกจึงต้อง มีขนาดใหญ่ตามไปด้วย จานรับสัญญาณของยาน Votager 1 ซึ่งเป็นยานอวกาศที่อยู่ห่างจากโลกที่สุดตอนนี้ ต้องใช้จานดาวเทียมเส้นผ่านศูนย์กลาง 70 เมตร เพื่อสื่อสารกับยาน
การจะสำรวจอวกาศในระยะทางที่ห่างไกลจากโลกออกไป จำเป็นจะต้องมีระบบสื่อสารที่มีประสิทธิภาพกว่านี้ นักวิทยาศาสตร์นาซ่าจึงได้พยายามสร้างระบบสื่อสารที่ดียิ่งขึ้น โดยใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มีความเข้มสูงเป็นสื่อกลางในการส่งผ่านข้อมูลไปยังตัว รับในอวกาศ
โครงการทดสอบการสื่อสารด้วยเลเซอร์นี้ได้เป็นภารกิจหนึ่งในการสำรวจดวง จันทร์ของยาน Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) ซึ่งถูกส่งไปสำรวจชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ตั้งแต่เดือนกันยายนที่ผ่านมา โดยในยาน LADEE ได้ติดตั้งอุปกรณ์ต้นแบบสำหรับสื่อสารด้วยลำแสงเลเซอร์ Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD) ทำหน้าที่เป็นตัวรับ-ส่ง สัญญาณในอวกาศ
จากการทดสอบยิงเลเซอร์ส่งข้อมูลไปยัง LADEE สามารถดาวน์โหลดข้อมูลได้มากถึง 622 เมกะบิต/วินาที และอัพโหลดได้ 75 เมกะบิต/วินาที หากเทียบกับอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงตามบ้านโดยทั่วไปซึ่งอยู่ที่ประมาณ 10-20 เมกะบิต/วินาที หรืออินเตอร์เน็ต 3G ซึ่งความเร็วอยู่ที่ประมาณ 1.7-3.4 เมกะบิต/วินาที
ถือว่าการส่งข้อมูลด้วยเลเซอร์เร็วกว่าอย่างมากมายมหาศาล ด้วยความเร็วขนาดนี้ ยานสำรวจจากนอกระบบสุริยะ สามารถส่งภาพ3 มิติ หรือวิดีโอ ที่ความละเอียดสูงกลับมายังโลกได้อย่างสบาย แถมยังไม่จำเป็นต้องใช้จานดาวเทียมขนาดมหึมาเป็นตัวรับสัญญาณอีกด้วย
การยิงลำแสงเลเซอร์เส้นบางเฉียบที่มีความเข้มสูงให้ตกถูกตำแหน่งตัวรับพอดี จากอวกาศที่อยู่ห่าง ออกไปเป็นล้านกิโลเมตร ต้องอาศัยความแม่นยำกว่านั้นมาก
หากคลาดเคลื่อนไปเพียงเล็กน้อยหมายถึงอัตราการส่งข้อมูลต่ำลงอย่างมาก และอาจทำให้ข้อมูลจำนวนมหาศาลสูญหาย
นอกจากนี้จากการทดสอบยังพบอีกว่าการส่งข้อมูลไปยังตัวรับขณะที่ดวงจันทร์ อยู่ใกล้ขอบฟ้ามีอัตราเร็วต่ำกว่าการส่งข้อมูลขณะที่ดวงจันทร์อยู่ตำแหน่ง เหนือหัวมาก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าชั้นบรรยากาศของโลกมีผลต่อการส่งข้อมูล อาจรบกวนลำแสงเลเซอร์ทำให้ส่งข้อมูลได้ช้าลง ความแม่นยำในการส่งและรับเลเซอร์ และ การหลีกเลี่ยงการรบกวนของช้นบรรยากาศโลกจึงเป็นโจทย์ที่สำคัญและท้าทายอย่าง ยิ่งในการพัฒนาวิธีสื่อสารด้วยเลเซอร์ต่อไป
อ้างอิง
http://www.wired.com/wiredscience/2013/10/nasa-internet-laser/
http://esc.gsfc.nasa.gov/267/271.html
http://www.universetoday.com/105254/
หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช ๒๕๕๑
หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช ๒๕๕๑ Download
ประกาศให้ใช้หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช ๒๕๕๑ Download
สาระการเรียนรู้แกนกลาง ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช ๒๕๕๑
กลุ่มสาระการเรียนรู้ภาษาไทย Download
กลุ่มสาระการเรียนรู้คณิตศาสตร์ Download
กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ Download
กลุ่มสาระการเรียนรู้สังคมศึกษา ศาสนา และวัฒนธรรม Download
กลุ่มสาระการเรียนรู้สุขศึกษาและพลศึกษา Download
กลุ่มสาระการเรียนรู้ศิลปะ Download
กลุ่มสาระการเรียนรู้การงานอาชีพและเทคโนโลยี Download
กลุ่มสาระการเรียนรู้ภาษาต่างประเทศ Download
บทนำ
บทนำ
ขอบคุณ ผอ.บัญญัติ ประสงค์ทรัพย์ และทีมงานที่ จัดอบรมการพัฒนาเว็บบล๊อก ผมหวังว่า จะเป็นประโยชน์กับทุกท่าน ให้กำลังใจครับ ฝึกบ่อย ๆ หากมีปัญหา หรือต้องการสอบถามเพิ่มเติม ติดต่อได้หลายทางครับ
facebook : https://www.facebook.com/somkiat.kraiya
email :somkiat.kraiya@gmail.com
โทร:08-9846-2269
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)