Meteoriidiplahvatuse side: definitsioon, tööpõhimõte ja ajalugu

Meteoriidiplahvatuse side kasutab raadiolainete kasutamist, mis põrkuvad meteoriitide poolt Maa atmosfääri sisenemisel tekitatud ioniseeritud jälgedest. Seda nimetatakse ka Meteori hajutusside. Tegemist on edastusmeetodiga, kus raadiosignaal peegeldub või hajub lühiajaliselt tekkivast ioniseeritud plasmatriibust, võimaldades kommunikatsiooni üle horisondi ilma otsese nähtavuseta.

Meteoriidid on kosmoses hõljuvad kivikillud. Alati on meteore, mis sisenevad Maa atmosfääri. Tavaliselt põlevad nad atmosfääris. Mõnda väga suurt, mis tabavad Maad, nimetatakse "meteoriidiks". Enamik meteore on vaid pisikesed tolmupilved. Atmosfääri sisenedes rebib õhuhõõrdumise tekitatud soojus elektronid välja. See tekitab ioniseeritud jälje. See jälg võib peegeldada raadiolained samamoodi nagu traat.

Märkus terminoloogiale: tavaetteksti sees võib esineda segadust sõnadega "meteoroid", "meteor" ja "meteoriit". Lühidalt: meteoroid on taevakeha ruumis, meteor on selle liikudes atmosfääris tekkinud valgusjälg ning meteoriit on see osa, mis jõuab maapinnani. Originaaltekstis esinev meteoriitide termin võib mõnes kontekstis eksitada — siinkohal on mõeldud atmosfääri sisenenud väikesed taevakehad (meteoroidid), mis tekitavad ioniseeritud jälgi.

Meteoriidipursete edastamiseks kasutatavad meteoriidid on vahemikus üks tuhandik kuni üks sajandik grammi. Sellest väiksemad meteoriidid on liiga nõrgad, et neid kasutada. Suuremad ei ole piisavalt sagedased. Praktikas annavad kõige kasulikumaid ja stabiilsemaid ioniseeritud traate milligrammide kuni mõnekümne milligrammini ulatuvad osakesed; kuna meteoriidipursete tekkimine on juhuslik, valitakse operatsiooni sagedus ja võimsused selliselt, et oleks suurim tõenäosus saada edastuseks sobiv purss.

Kuidas see töötab

Maa atmosfääris tekitatud ioniseeritud jälg kestab väga lühikest aega — tipplühendustest kuni mõne sekundini. Selle aja jooksul saab kahe raadiosidejaama vahel saata lühikesi andmepakette või „purskeid“. Sõnumid edastatakse tavaliselt impulssina ja neid kasutatakse väikeste tekstide, telemeetria või digipakkide edastamiseks. Edastusprotokollid on kohandatud tööks juhuslike, lühiajaliste ühendustega: andmed jagatakse väikesteks osadeks ja vajaduse korral saadetakse need uuesti (ARQ), kuni võtmiskoht saab kogu sõnumi.

Sagedusala, millel meteoriidipurseid kasutatakse, jääb tavaliselt VHF-ist madalamasse UHF-i piirkonda (tüüpiliselt mõnekümnest megahertsist kuni mõnesaja megahertsini), kuna ioniseeritud jälgude peegeldumine sõltub sagedusest. Praktikas kasutatakse sageli forward‑scatter konfiguratsiooni: saatja ja vastuvõtja on paigutatud nii, et ioniseeritud joon tekitab neile vahelise peegeldusala, võimaldades suhtlust kaugustele, mis on tavalise otse-lainelise sideulatusest suuremad.

Kasutamine ja ajalugu

Meteoripurskeid kasutati esmakordselt laialdaselt 1950ndatel aastatel. See oli eriti kasulik sõjalise side puhul, sest vastuvõtja ei suutnud täpselt kindlaks teha, millisest suunast sõnum oli tulnud. See oli tingitud sellest, et sõnum peegeldus teel, nii et see ei liikunud sirgjooneliselt (st lihtsal suurel ringil ümber maakera). Tänu sellele oli signaali suuna määramine raskem ja side oli suhteliselt vastupidav mõnele tüüpilisele rikkele või pealeheitmisele.

Praktilisel tasandil pidid kaks jaama, kes soovivad suhelda, olema pidevalt valmis, sest nad ei teadnud kunagi, millal järgmine sidepurske tuleb. Sageli kasutati store‑and‑forward lähenemist: saatja talletas sõnumi ja edastas selle väikeste pursete kaupa, kuni vastuvõtja sai kogu teabe. Sageli paigutati saatjad merre poidele või muusse hajutatud infrastruktuuri, et katta pikki üle‑horisondi kaugusi ja koguda telemeetriaandmeid.

Piirangud ja tänapäevane roll

• Eelised: ei vaja satelliite ega pidevat pikamaakaablit, võrreldeliselt lihtne infrastruktuur, päriselt varjatud suunainfo ja hea üle‑horisondi katvus.
• Piirangud: sõltuvus juhuslikest ja lühiajalistest ioniseeritud jälgedest, madal sõnumi edastusprognoos ja vajadus korduva saatmise järele; andmeedastuskiirus ja latentsus on piiratud võrreldes satelliit- või optiliste linkidega.
• Tänapäev: Kommunikatsioonisatelliitide laialdane kasutuselevõtt 20. sajandi lõpus vähendas meteoriidipurske kasutamist tavapärases sidetegevuses. Siiski kasutatakse meteoriidipurset sihtotstarbeliselt mõnedes rakendustes, kus madalad kulud, lihtne seadistus või raske lokaliseeritavus on vajalikud — näiteks kauge-linnaku telemeetria, teatud tüüpi keskkonnaseire ja mõnikord eksperimenti‑ või reservside lahendustena.

Kokkuvõttes on meteoriidiplahvatuse side huvitav ja varasemalt praktiline tehnika, mis tugines atmosfääri tekitatud ioniseeritud joontele raadiolainete edastamiseks. Kuigi tänapäeval on see haruldasem ja asendatud satelliitide ning kaasaegsete sidevõrkudega, annab see endiselt väärtuslikku teaduslikku ja praktilist ülesehitust sensori‑ ja reservside lahenduste vallas.

Küsimused ja vastused

K: Mis on meteoriidipurse kommunikatsioon?

K: Mis on meteoriidid?

K: Kuidas toimib meteoriidiplahvatuse side?

K: Millise suurusega peavad meteoriidid olema meteoriidipursete edastamiseks?

K: Kui kaua kestab ioniseeritud jälg?

K: Millal hakati esimest korda laialdaselt kasutama meteoriidipurske sidet?

K: Miks on tänapäeval meteoriidipurske side muutunud haruldasemaks?

Otsing