Características del enlace óptico entre satélites

Actualmente me estoy sumergiendo en este tema y, según entiendo por la breve búsqueda, hay dos tipos principales de enlace entre satélites: radio y óptico. Como puedo ver, una de las principales distinciones del enlace óptico es que necesitamos configurar la dirección (a diferencia de la radio, donde emitimos la señal ampliamente). El primer enlace de radio entre satélites se estableció en 1975, el primer enlace láser entre satélites , en 2001. Lo que aún no entiendo es si el enlace entre satélites óptico y el enlace entre satélites láser son lo mismo .

Si realmente es lo mismo, entonces mis preguntas son:

  • ¿Cuáles son las características básicas de dicho canal de comunicación? tasa de bits? ángulos (que permiten establecer la conexión)? ¿distancia?
  • ¿Es la atmósfera un obstáculo para la comunicación óptica, para el enlace satélite-Tierra o para dos satélites de gran distancia por lo que el haz debe atravesar la atmósfera?
Dejaré un comentario rápido. Si tuviera un transmisor de radio de 10 vatios y un láser de 10 vatios que pudiera modularse, entonces no hay nada que requiera que haga que el haz óptico sea más estrecho que el haz de radio. Podría hacer que ambos digan 3 ° de ancho y, en términos muy generales, una antena parabólica de 20 metros y un telescopio óptico de 20 metros podrían captar las señales igualmente bien. Pero puede hacer que el haz transmitido sea mucho más angosto si quisiera y eso le permitiría usar un láser de menor potencia y un receptor de menor diámetro, y tal vez le gustaría tener el receptor fuera de la atmósfera de la Tierra.

Respuestas (2)

Sí, el enlace óptico que se analiza es un láser: aquí hay un artículo (detrás de un muro de pago, pero el resumen menciona que la tecnología es tecnología láser) que analiza el enlace satelital exacto del que está hablando: http://ieeexplore.ieee .org/document/5475229/

Los láseres no tienen que ser luz óptica. Pueden ser cualquier cosa, desde infrarrojos hasta rayos X, aunque los láseres de rayos X toman una fuente de energía muy grande. Pero este enlace en particular es un láser de luz óptica.

La luz láser no permanece perfectamente coherente desde la transmisión hasta la recepción, pero permanece lo suficientemente coherente como para que lo que comienza como un pequeño haz en la transmisión (en la órbita terrestre baja) solo se expanda a unos pocos metros de ancho en la recepción (en la órbita geosincrónica) . Una luz normal irradiaría en todas las direcciones, disipando el haz con demasiada rapidez, y tendría que ser mucho más potente que un transmisor láser.

Con respecto a su último párrafo, el límite de difracción aún se aplica a los láseres. Para que un haz enviado desde LEO solo tenga "unos pocos" metros de ancho en GEO, el transmisor necesitaría tener una apertura de varios metros de diámetro, lo que probablemente no sea práctico (no importa la dificultad de apuntar algo que colima estrechamente). No obstante, si permite que el haz se propague a un kilómetro o más en GEO, el transmisor puede ser bastante pequeño y aún así terminará con un presupuesto de enlace mucho mejor que el de la radio.
"una fuente de energía muy grande" sí, esa es una buena manera de decirlo. Similar a las fuentes de energía utilizadas en el Proyecto Orión.

Algunos datos escasos están disponibles para el sistema EDRS de la ESA: EDRS y un poco de Airbus EDRS

Al menos algunas velocidades de datos y distancias básicas.