Разработка российских ученых предотвратит потерю сигнала в космосе
Российские ученые создали гидрогель из смеси «жидкого стекла» и щелочи, который будет удерживать вместе оптоволоконные линии. Вязкий материал позволит обеспечить стабильный и надежный сигнал при передаче данных из космоса на Землю и обратно. Технологию планируют использовать и в других сферах.
Для обмена информацией на больших расстояниях как на Земле, так и в космическом пространстве используется оптоволокно. Качество передачи данных зависит от наконечника, механически выравнивающего и соединяющего между собой кварцевые волокна. Чтобы сигнал был стабильным и информация при передаче не терялась, оптоволокно должно фиксироваться в наконечнике крепко. Ученые из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) нашли решение, чтобы обеспечить надежное крепление оптоволокна в нужном положении и улучшить передачу светового сигнала. Для этих целей они разработали гидрогель из плавленого кварца и щелочи.
Оптические волокна и наконечники, соединяющие их между собой, производят из плавленого кварца, или кремнезема. Материал отличается своей высокой химической и механической стойкостью, что позволяет оптоволокну работать при высоких температурах вплоть до 300 °C. Кварцевые детали должны каким-то образом соединяться, но использовать в таких условиях полимерные клеи невозможно, а лазерную сварку – непрактично. В связи с этим ученые решили найти альтернативный способ для соединения волокон с наконечником – применить химические составы, устойчивые к высоким температурам.
Исследователи из ПНИПУ обнаружили, что при реакции кремнезема с гидроксидом натрия (щелочью), образуется полисиликат натрия – так называемое «жидкое стекло». Этот материал обладает связующими свойствами и может использоваться для образования геля. Под воздействием высоких температур он расширяется и может фиксировать волокна в нужном положении.
Исследователи испытали полученный материал на практике. Для этого они нанесли раствор гидроксида натрия на соединитель с вставленным в него оптическим волокном, поместили на сутки в термостат при температуре 90 °C, а затем подвергли термообработке при 250°C в течение 15 минут. В результате образовалась непрерывная ячеистая структура, которая смогла фиксировать волокно в наконечнике. Как отмечают ученые, разработка пригодится не только в космосе, но и на Земле – в сфере коммуникационных технологий, медицине и нефтегазовой промышленности.
Ранее в российской компании «БЮРО 1440» провели серии тестов по передаче данных с орбиты на Землю, испытав технологии будущего спутникового сервиса широкополосной связи. Инженеры смогли преодолеть эффект Доплера и задержки в канале связи со спутником. Максимальный объем переданной информации в одном сеансе превысил 450 Гб без единой ошибки.
