流星:远距离通信的彩桥

在星际空间里,布满了大量的流星。每天有数以亿计的流星闯入地球的大气层,以每秒 16—86 公里的调整与大气层摩擦而发热、发光,同时导致其周围的空气急剧电离,直到自身烧成气体和极细微的尘埃为止。在这个过程中,流星在地球上空 85—125 公里的高度处会留下一条电离的余迹,随着带着微粒的迅速扩散,这条流星余迹便会在数秒内消失。尽管流星余迹存在的时间不长,但是,由于流星众多无数个流星的刹那再现,便织成了布满天空的流星余迹网。

由于流星余迹中的电子浓度很强,远大于电离层中的电子浓度,具有反射和散射天线电波的功能。利用这些瞬息闪现的流星余迹可实现远距离通信。

流星余变通信的设备主要由发射机、接收机、通信控制器、信息存储器、数据终端、天线和电源等部分组成。工作时,甲站将传送的信息预先存储在发送信息的存储器中,并发送探测信号。当天空出现合适的流星余迹时,乙站的接收机收到探测信号后立即作出答复。甲站收到回答信号后,控制器将信息发送出去,余迹消失后,停止发送信息。乙站接收信息的存储器把接收机收到的信息快速记录下来,并打印输出,再通过自动查错重发技术来纠正突发传输过程中的错误,以获得准确无误的信息。

由于单条余迹持续的时间不长,一般小于 1 秒,其间隔数秒至 1 分钟不等。因此,流星余迹通信需要将传送的信息以数字信号的形式压缩,以随机

突发的方式发出。

流星通信适用频率一般在 30-100 兆赫之间。频率低于 30 兆赫,就可能

同电离层反射的电波通信信号相干扰,但也不宜大于 100 兆赫,因为流星反射到地面的信号功率随频率的增加而减少。流星的高度和地球曲面决定了通信距离可达到 2000 公里左右,若利用存储——转发型中断站接收,通信距离中延长到近万里。

流星余迹通信有很多优点。首先,流星是自然现象,不必付出巨大的研制、发射和维护费用。尽管利用卫星转发无线电信号,通信距离可以大大增加,可靠性也高,但是,建立卫星线路毕竟花费太多,而卫星的寿命又不长, 所以,流星余迹通信受到人们的重视。其次,短波电离层反射通信由于电离层情况多变,常不稳定,有时甚至出现通信中断。而流星余迹通信不存在这类问题,加之,由于流星余迹的不断更替出现带来的间歇时差,加强了通信的保密性。此外,流星余迹通信受核爆炸影响小,在出现核战争或其他紧急情况而正常通讯系统中中断时,这一通信系统将发挥更大的作用。

当然,这种通信方式也有不足之处。由于通信断断续续,时间未能完全利用,因而以每秒比特来计量的平均通信能力比较低。近年来,固体器件和微处理机的发展已使流星余迹通信的性能大大提高。为提高流星余迹通信系统的效率,采用新型电子计算机控制调整电子开关设备,能瞬间检测到可利用的流星余迹,可较好克服转发信息实时性差的缺陷。

流星余迹通信目前已进入实用阶段。前不久,美国“流星通信公司”在我国建立的流星余迹通信站已同南极观测站实现了信息传播。美国农业部正在运转的流星余迹通令系统已使预测天气的准确性得到改进。可以预计,不久的将来,流星通信会得到更加广泛的应用。