《大众科学》展望2014新科技:计算机解码人脑
美国《大众科学》网站12月17日在报道中展望了那些将塑造2014年世界面貌的新想法、趋势以及突破。
1.激光器发射大量太空数据
1月份,美国国家航空航天局(NASA)于2009年6月成功发射的迄今为止最年轻的月球探测器——月球勘测轨道飞行器(LRO)接收了一个有历史意义的信号传输:NASA利用激光器,将达·芬奇的名画《蒙娜丽莎》传输到了其上,这是人类首次利用激光在星际间进行图像数据传输,这一奇迹有望让星际间的信息流动呈指数级增加。NASA专家戴维·史密斯说:“不久的将来,这种简单的激光通讯技术,可能会成为卫星无线电通讯的补充;而未来有望实现比现有无线电通讯线路更高的数据传输速率。”
过去50年,飞离地球的太空飞行器都是利用无线电通讯,但无线电有自己的局限。首先是频道拥挤,随着数据容量需求的持续增加,频率将要达到极限;其次,信号会随着距离的增加而衰减,因此传输需要非常耗能的发电机和巨大的天线。而激光的波长非常短,因此每秒钟可以发射出更多的波,这也意味着其能携带更多信息。另外,激光信号的强度并不会随着距离而减弱,因而发射器需要的能量更少。而且,太空飞行器携带的设备越小,其发射成本也越低。
9月6日,NASA向月球发射了月球大气与粉尘环境探测器(LADEE),它搭载了一个激光通信终端(LLCD),将进行距离最遥远的深空激光通信试验。10月份,该探测器成功地进行了另外一个测试:在三个不同的地球接收器之间发射包含有高清视频的激光脉冲。如果一切进展顺利,未来有一天宇航员将从另一颗星球上发回高清视频,宇航员之间将能进行高带宽通信。
在月球激光通信演示之后,NASA的下一步是构建激光通信中继演示(LCRD)系统,其将于2017年发射;于今年7月25日成功发射的欧洲空间局的Alphasat卫星(有史以来技术最先进的民用通信卫星之一)也将使用激光中继从其他观测地球的卫星那儿获得的数据。
如果空间激光通讯取得成功(我们也没有理由认为其会失败),它将改变人类探索太阳系的方式。“好奇”号火星车有望搭载更多工具并发回更多数据。高清视频流也使科学家们能追踪土星上的风暴。当然,更贴心的是,宇航员们能同家里人进行视频聊天。
2.唤醒“罗塞塔”探测器
欧空局12月10日宣布,将在2014年1月20日,把目前处于休眠状态的“罗塞塔(Rosetta)”号探测器唤醒,让其朝着名为67P的彗星进发,并于2014年11月11日释放一个着陆器,登上这颗彗星冰封的表面进行取样分析。科学家希望借此能更好地了解彗星的组成成分以及它们在太阳系形成过程中扮演的角色。
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