ناسا تستعد لاختبار "تقنية اتصالات ثورية" على متن محطة الفضاء الدولية
تاريخ النشر: 1st, November 2023 GMT
سترسل شركة "سبيس إكس" مجموعة من التجارب العلمية إلى المحطة الفضائية الدولية، في أوائل شهر نوفمبر.
ومن المقرر إطلاق صاروخ "فالكون 9" التابع لـ"سبيس إكس"، الذي يحمل مركبة "دراغون" الفضائية غير المأهولة، نحو محطة الفضاء الدولية (ISS) في موعد لا يتجاوز 5 نوفمبر، لبدء مهمة الشحن CRS-29.
إقرأ المزيد
وتستعد وكالة ناسا لإثبات إمكانات اتصالات الليزر للمهام الفضائية باستخدام ما يسمى ILLUMA-T وهي تجربة تهدف إلى تعزيز اتصالات محطة الفضاء الدولية مع مساعدة المهام المستقبلية في الفضاء السحيق.
وتستخدم اتصالات الليزر ضوء الأشعة تحت الحمراء غير المرئي لإرسال واستقبال المعلومات بمعدلات بيانات أعلى، ما يوفر القدرة على إرسال المزيد من البيانات إلى الأرض في عملية إرسال واحدة وتسريع الاكتشافات للعلماء.
ومن المقرر إطلاق جهاز ILLUMA-T على متن صاروخ "فالكون 9" في أوائل نوفمبر، وسيكمل مشروع ILLUMA-T أول مرحل اتصالات ليزر ثنائي الاتجاه وشامل لناسا على محطة الفضاء الدولية (ISS).
وسيعمل المشروع، الذي يديره برنامج الاتصالات والملاحة الفضائية (SCaN) التابع لناسا، جنبا إلى جنب مع "عرض تتابع الاتصالات بالليزر" (LCRD) الذي تم إطلاقه في ديسمبر 2021.
ويقوم LCRD بإجراء تجارب لدراسة تأثيرات الظروف الجوية على إشارات الليزر واختبار قدرات الشبكة وتحسين قدرات الملاحة.
وبمجرد تثبيت ILLUMA-T على الجزء الخارجي من المحطة الفضائية، سيكون النظام جاهزا لتقديم أول عرض توضيحي لناسا في الفضاء لقدرات مناوبة الليزر ثنائي الاتجاه.
Learn more about ILLUMA-T: https://t.co/FHhavLEplU
— NASA Goddard (@NASAGoddard) October 29, 2023وعندما يكون جاهزا، سيقوم ILLUMA-T بنقل البيانات من المحطة الفضائية إلى LCRD بمعدل يبلغ 1.2 غيغابت في الثانية، والتي سيتم إرسالها بعد ذلك إلى المحطات الأرضية الضوئية في كاليفورنيا أو هاواي. وبعد ذلك، ستنتقل البيانات إلى مركز عمليات مهمة LCRD في نيو مكسيكو قبل الوصول إلى فرق العمليات الأرضية ILLUMA-T في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في ماريلاند لتقييم الدقة والجودة بعد الإرسال.
ويعد نظام الاتصالات بالليزر ILLUMA-T / LCRD من طرف إلى طرف (تشفير كامل) خطوة هامة لناسا، ولكنه أيضا يمثل قفزة عملاقة لقدرات الاتصالات الفضائية.
إقرأ المزيدوقال جيسون ميتشل من وكالة ناسا خلال مؤتمر صحفي: "إن البعثات المستقبلية لديها احتياجات بيانات كبيرة بشكل استثنائي، ولذا يتعين علينا أن نفكر في كيفية تلبية تلك الاحتياجات". وأضاف ميتشل، مدير قسم تقنيات الاتصالات والملاحة المتقدمة في برنامج الاتصالات والملاحة الفضائية التابع لناسا: "ندرك جميعا أن المزيد من البيانات يعني المزيد من الاكتشافات".
وتتطلع ناسا إلى تعزيز قدراتها في مجال الاتصالات بما يتجاوز تلك التي يوفرها الطيف الراديوي، والذي كانت الوكالة تستخدمه في الغالب في المهام على مدار الـ 65 عاما الماضية. وعلى الرغم من أن التجربة ليست أول تجربة ليزر في الفضاء، إلا أنها ستكون أول مرحل اتصالات ليزر ثنائي الاتجاه، حسب ما ذكر مسؤولو الوكالة.
وسيستخدم النظام ضوء الأشعة تحت الحمراء لنقل مقاطع الفيديو والصور بشكل أسرع. تعتمد وكالة ناسا على هذه التكنولوجيا للمساعدة في زيادة العائدات العلمية عبر مسافات طويلة، خاصة في القمر والمريخ، حيث تخطط الوكالة لمهمات بشرية وروبوتية جديدة.
ويعد نظام ILLUMA-T أصغر حجما وأقل ضخامة من أجهزة الراديو، ما يتيح مساحة أكبر للحمولات العلمية الأخرى أو الوقود في المهام المستقبلية. ويوفر الاستخدام الأقل للطاقة أيضا المزيد من الموارد للأدوات العلمية التي تعتمد على بطارية المركبة الفضائية.
NASA’s First Two-way End-to-End Laser Communications Relay System
NASA is demonstrating laser communications on multiple missions – showcasing the benefits infrared light can have for science and exploration missions transmitting terabytes of important data.
The Internation... pic.twitter.com/ILKcZPg2DL
وأشار علماء ناسا إلى أن المزايا الأخرى تشمل مشكلات أقل في الحصول على الطيف المطلوب للإطلاق، على عكس الراديو، فإن الطيف البصري ليس منظما بدرجة عالية، كما أن الحصول على الترخيص أسهل.
والأمل هو تقليل المخاطر وتوفير اتصالات الليزر للمستخدمين عبر النظام الشمسي مع نضوج التكنولوجيا.
المصدر: سبيس
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: الارض الليزر المحطة الفضائية الدولية سبيس إكس صواريخ فالكون 9 ناسا NASA محطة الفضاء الدولیة المحطة الفضائیة فی الفضاء المزید من
إقرأ أيضاً:
حاسوب حراري جديد يفتح آفاقًا ثورية لتسريع الذكاء الاصطناعي
كشفت دراسة علمية حديثة نشرت في مجلة "Nature Communications" عن تطوير حاسوب من نوع جديد يُعرف باسم "وحدة المعالجة العشوائية الحرارية"، يُعد أول نموذج عملي لأنظمة الحوسبة الحرارية المصممة خصيصًا لتطبيقات الذكاء الاصطناعي، لا سيما الذكاء الاصطناعي الاحتمالي وتوليد البيانات (Generative AI).
يتكون هذا الجهاز المبتكر من دارات كهربائية تناظرية تعتمد على عناصر RLC، وقد صُمم ليحاكي الديناميكيات الحرارية التي تتحكم في الأنظمة الفيزيائية العشوائية. ويتيح هذا التصميم إجراء عمليات مثل التوزيع الغاوسي (Gaussian Sampling) وعكس المصفوفات الرياضية (Matrix Inversion) بكفاءة غير مسبوقة من حيث السرعة واستهلاك الطاقة مقارنة بالحواسيب الرقمية التقليدية، بل ويفوق أداء وحدات المعالجة الرسومية (GPUs) في الأبعاد العالية.
ثورة في الذكاء الاصطناعي الاحتمالي
أوضح الباحثون أن الذكاء الاصطناعي الاحتمالي، والذي يعتمد على التقديرات غير المؤكدة (مثل الاستدلال البايزي)، يواجه تحديات كبيرة عند تنفيذه على الحواسيب الرقمية بسبب الحاجة إلى حسابات مكثفة. إلا أن الرياضيات الكامنة في هذه النماذج تتطابق بشكل طبيعي مع قوانين الديناميكا الحرارية، ما يجعل من الحوسبة الحرارية البديل المثالي.
تمكّن الفريق، بقيادة الباحث باتريك كولز من شركة Normal Computing، من استخدام الحاسوب الحراري كأداة حوسبة خطية، حيث يُبرمج توزيع غيبس (Gibbs) لتمثيل النظام المستهدف، ثم تُستخدم التقلبات العشوائية الطبيعية لاستخلاص النتائج بدقة عالية.
نتائج واعدة تتجاوز الأداء الرقمي
اختُبر الجهاز في مهام معقدة مثل توليد توزيعات غاوسية متعددة الأبعاد وعكس مصفوفات بحجم 8×8. وقد أظهرت النتائج أن نسبة الخطأ تنخفض تدريجيًا مع زيادة عدد العينات، وتم التحقق من تكرار النتائج عبر ثلاث نسخ متطابقة من الجهاز، ما يعزز مصداقية الأداء.
كما أظهرت النمذجات الرقمية أن الحاسوب الحراري يوفر توفيرًا في الطاقة يتجاوز عشرة أضعاف مقارنةً بوحدات معالجة الرسومات من نوع NVIDIA A6000، عند الوصول إلى 10,000 بعد.
أخبار ذات صلة
نحو نسخة قابلة للتوسعة صناعيًا
أكد الباحثون أن التصميم الحالي للجهاز - رغم نجاحه - يواجه تحديات في التصغير والتكامل على شريحة سيليكون. ولهذا، طوّر الفريق تصميمًا بديلًا يعتمد على مقاومات بدلاً من المحاثات، مما يجعله أكثر قابلية للتصنيع على نطاق واسع باستخدام تكنولوجيا CMOS التقليدية.
بديل واقعي للحوسبة الكمومية؟
رغم أن الحوسبة الكمومية قد تحظى بالاهتمام الأكبر، يشير الباحثون إلى أن الحوسبة الحرارية لا تتطلب ظروفًا بيئية صارمة كدرجات حرارة فائقة الانخفاض أو عزلاً تامًا من البيئة، ما يجعلها خيارًا عمليًا أكثر واقعية في المدى القريب لتسريع تطبيقات مثل الذكاء الاصطناعي الاحتمالي.
آفاق مستقبلية
تفتح هذه التقنية المجال أمام تطوير تطبيقات ذكاء اصطناعي أكثر كفاءة واستدامة، قادرة على التعامل مع سيناريوهات عالية المخاطر تتطلب تقييماً دقيقاً لدرجة عدم اليقين، مثل الرعاية الصحية، والقيادة الذاتية، وتحليل الأسواق المالية.
وقد تم إتاحة البيانات المصدرية ورمز المحاكاة جزئياً عبر منصة Thermox، في خطوة تشجع الباحثين حول العالم على المساهمة في تطوير هذا المجال الناشئ.
إسلام العبادي (أبوظبي)
انطلاق برنامج “أردننا جنة” بحلة جديدة ووجهات متنوعة