感嘆無線網(wǎng)NASA如何在太空傳數(shù)據(jù)

筆者已經(jīng)不記得美國1957年發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星時的情況了，但還記得在第二年探險者一號被送入軌道。年輕的時間，我不理解其重要性。但在今天，我認識到了。美國國家航空航天局(NASA)實現(xiàn)了大多數(shù)人認為不可能的事情。

　　這方面的例子實在不勝枚舉。NASA最近慶祝了阿波羅11號登月行動。40年過去了，這一壯舉仍然被認為是不同尋常的：三名宇航員和他們的飛船從地球出發(fā)，在384403公里外的月球上著陸，并最終返回了地球。

　　兩顆衛(wèi)星

　　再現(xiàn)月球勘測軌道飛行器(NASA)

　　又一次，NASA將重點對準了月球。2009年6月18日，兩顆衛(wèi)星，月球勘測軌道飛行器(LRO)和月球隕石坑觀察和感應(yīng)衛(wèi)星(LCROSS探測器)，開始了前往月球的征途。

　　LCROSS探測器執(zhí)行的是單程任務(wù)。NASA希望利用該探測器撞擊月球表面，制造一個大隕石坑。科學家將利用光譜儀進行分析，以確定月球表面是否存在水。

　　LRO的計劃時間更長一些。明年的時間，該衛(wèi)星將位于月球50公里高的軌道上，拍攝照片并創(chuàng)建高分辨率三維地圖。那時，該衛(wèi)星將每天向地球傳輸461吉兆字節(jié)的數(shù)據(jù)，以供科學家們分析研究。

　　數(shù)學時間

　　這可是相當大數(shù)量的數(shù)據(jù)。最好用一個例子來說明國家航空航天局正嘗試做的事情。以我的互聯(lián)網(wǎng)接入方式為例。它的帶寬是6兆/秒。首先，我們需要將461兆字節(jié)轉(zhuǎn)換為3688兆。按照6兆/秒的速度進行傳輸?shù)脑挕⒒ㄙM614666秒，大約170個小時或7天。這樣的結(jié)果看上去不太好。

　　微波的問題

　　國家航空航天局需要找到一種方法，以便進行高速傳輸。與L-3通信電子技術(shù)公司(L-3 ETI)的合作得出了解決方案。如下規(guī)格的行波管(TWT)放大器：

　　“這個采用25.65GHz頻率40瓦功率的微波放大器可以在新墨西哥州白沙和月球軌道之間通過Ka波段提供100兆比特每秒(Mbps)的寬帶連接。該行波管的射頻效率為50%，重1.5公斤，體積有90X370X90毫米。”

　　L-3 ETI提供的行波管放大器(NASA)

　　通過每秒100兆比特的帶寬，461吉兆的數(shù)據(jù)發(fā)送回地球的時間將減少到十小時以內(nèi)。

　　100兆比特每秒的帶寬看上去沒什么出奇的地方。大部分802.11n的無線設(shè)備都能夠做到這一點。不過我們不要忘記這些信號的距離。無線電信號以光速(每秒299792公里的速度)進行運動。在這個速度下，信號到達地球需要耗時一秒以上。無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的開發(fā)者不用擔心這種情況。

　　最后

　　如同NASA的其它創(chuàng)新一樣，這一技術(shù)最終將應(yīng)用到地球軌道衛(wèi)星和地球上的無線網(wǎng)絡(luò)中。現(xiàn)在，我們可以想象一下利用智能手機在世界各地使用這種類型寬帶的情況。