XCOM: Интернет по рентгену

Эмблема эксперимента XCOM в рамках миссии STP-H6 на фоне Земли. Фотографию сделал астронавт Скотт Келли с МКС.

Обеспечить связь в далеком космосе — задача трудная. С одной стороны в космосе очень пусто и никакие стены не помешают распространению радиоволн. С другой стороны огромные расстояния представляют серьезную проблему. При распространении радиоволны распределяют свою энергию по площади, растущей как квадрат расстояния. На больших расстояниях на небольшой в сравнении с приемник попадает только малая доля изначальной энергии, а принять слабый сигнал на фоне шумов сложно. Особенно когда космический аппарат ограничен источником питания и не может послать мощный сигнал. Приходится жертвовать скоростью передачи полезных данных для добавления кодов защиты от ошибок.

Значительное увеличение частоты несущей волны помогает с дальней связью по двум причинам. Во-первых, с ростом частоты снижается угол расхождения луча из-за дифракционного предела. Более узкий луч меньше теряет энергию на дальнем расстоянии. Во-вторых, высокие частоты несущей дают большую доступную полосу сигнала и скорость передачи. НАСА уже испытала дальнюю связь с использованием оптических инфракрасных лазеров с аппаратом Psyche в 2023 году. Но ранее, в 2019 году, инженеры НАСА пошли еще дальше в электромагнитном спектре и провели эксперимент с рентгеновской связью XCOM.

Дальняя связь в космосе

Рассмотрим как в свободном пространстве электромагнитная волна идет от антенны-передатчика к антенне-приемнику, и как оценить потери при распространении. Передатчик с площадью апертуры $A_{TX}$ (диаметр $D_{TX}$ ) излучает электромагнитные волны с мощностью $P_{TX}$ . Эти волны попадают на приемник с площадью апертуры $A_{RX}$ (диаметр $D_{RX}$ ) и приемник принимает от этой волны мощность $P_{RX}$ .

Потери из-за распространения волны можно узнать из отношения принятой мощности к отправленной, известного как формула Фрииса:

$\frac{P_{RX}}{P_{TX}} \approx \frac{A_{RX}A_{TX}}{d^2 \lambda^2} = \left(\frac{\pi D_{RX}D_{TX}}{4 \lambda d}\right)^2$

где — расстояние между приемником и передатчиком,
$\lambda$ — длина волны электромагнитного излучения. Длина волны обратно пропорциональна частоте $\nu$ : $\lambda = \frac{c}{\nu}$ , где — скорость света.

Схема для оценки мощности на приемнике при дальней передаче.

Обратно-квадратичная зависимость принимаемой мощности от длины волны и расстояния исходит напрямую из дифракционного предела угла расхождения $\theta$ луча от источника.

$\theta \approx \frac{\lambda}{D_{TX}}$

Дифракционный предел — это фундаментальное свойство распространения волн. Это “принцип неопределенности” преобразования Фурье в пространстве. Если ограничивать волну в пространстве, то у нее будет больше неопределенности в направлениях распространения волны.

Чем больше угол расхождения — тем больше будет пятно луча на приемнике. На больших расстояниях пятно будет больше чем площадь приемника и только доля энергии будет принята. Из геометрии излученная мощность будет “размазана” по площади пятна (диаметр ) на расстоянии от передатчика. При малых углах можно считать что $\tan{\theta} \approx \theta$ . Тогда площадь будет:

$A_d = \frac{\pi D_d ^ 2 }{4} = \frac{ \pi(2 \cdot d \cdot \tan{\theta/2})^2}{4} \approx \frac{\pi}{4} \left( \frac{d\lambda}{D_{TX}}\right) ^2$

Из этого следует оценка для потерь:

$\frac{P_{RX}}{P_{TX}} \approx \frac{A_{RX}}{A_d} = \frac{\frac{\pi}{4}(D_{RX})^2}{\frac{\pi}{4}\left( \frac{d\lambda}{D_{TX}}\right) ^2} = \left(\frac{D_{RX}D_{TX}}{\lambda d}\right)^2$

Формула соотвествует формуле Фрииса с точностью до множителя. Она оценивает порядок величины и применима для так называемой дальней зоны $d \gg 2 D_{TX}^2 / \lambda$ .

Главный вывод: чем меньше длина волны, тем меньше угол расхождения, а значит тем меньше будут потери энергии на больших расстояниях передачи.

Частоты и модуляция

Другой фактор, мотивирующий увеличивать частоты несущих электромагнитных волн, это повышение пропускной способности канала связи.

Канал связи характеризуется емкостью — количеством бит в секунду, которое можно передать через канал. Шеннон показал, что в простом случае канала с гауссовскими аддитивными шумами емкость канала C зависит от количества шумов и частотной полосы сигнала:

$C = B \log_2(1+SNR)$

где — частотная полоса сигнала — разница между наибольшей и наименьшей частотами в сигнале,
— соотношение сигнал/шум — отношение мощности полезного сигнала к мощности шумов.

При малых соотношениях сигнал/шум, что справедливо для больших космических расстояний, формулу Шеннона можно упростить, используя $\log_2(1 + x) = x$ при $x \ll 1$ . Это означает, что емкость прямо пропорциональна соотношению сигнал/шум, и изменения в потерях напрямую отразятся в емкости и скорости передачи.

Модуляция сигналов используется в первую очередь для удобства передачи. Она позволяет разделить сигналы по частотным каналам, использовать частоты, которые лучше распространяются в данной среде, уменьшить размеры приемника и передатчика. Модуляция сама по себе не увеличивает емкость канала, потому что она только смещает центр частотной полосы сигнала на частоту несущей. Но на практике доступная частотная полоса ограничена 5-10% от частоты несущей, из-за ограничений физики и технологии приемника и передатчика. Чтобы иметь больший бюджет на увеличение частотной полосы нужно использовать несущие с большей частотой.

Цифровой сигнал — это просто абстрактная последовательность 1 и 0. В реальный физический мир цифровой сигнал можно перевести используя последовательность прямоугольных импульсов. Если импульс есть, то передается значение цифровой 1, если нет, то 0. Более быстрая передача данных тогда означает, что продолжительность импульсов небольшая и сигнал быстро переходит от одного бита к другому.

Для сигналов во времени также действует “принцип неопределенности” преобразования Фурье. Чем короче сигнал во времени, тем шире будет его частотный спектр. Отсюда и выходит прямая связь емкости канала с частотной полосой.

Сравнение частотных спектров последовательностей прямоугольных импульсов с разными продолжительностями импульса и периодами.

Ширина частотной полосы сигнала определяется шириной спектра одного прямоугольного импульса из этой последовательности. Фурье-образ прямоугольного импульса — функция sinc в частотной области. Sinc-функция убывает с ростом частоты как , это огибающая амплитуды. Нули идут с шагом $f_0 = 1/\tau$ как у синуса и ширина основного лепестка равна 2-м расстояниям между нулями. Sinc-функция будет и огибающей для спектра последовательности, но спектр будет не сплошным, а линейчатым. Спектр последовательности это выборка значений sinc-функции спектра одного импульса с периодом в частоте обратным периоду последовательности во времени .

Суть модуляции в изменении какого-то параметра, амплитуды, частоты или фазы, синусоиды несущей волны в соответствии с информационным сигналом. Самый простой способ закодировать цифровой сигнал в несущей волне — это использование бинарной амплитудной модуляции (on-off keying — OOK). Если бит равен 1, то синусоида включается, если 0, то сигнал выключен.

Спектры сигналов при OOK модуляции. Спектр смещен на частоту несущей, но полоса остается такой-же.

Теоретически доступная полоса частот при использовании оптического излучения с длиной волны 1500 нм и частотой 200 ТГц в качестве несущей волны будет в 200000 раз больше чем для радиоволн с частотой 1 ГГц, и емкость канала теоретически будет в 200000 раз выше. Если использовать рентгеновское излучение с длиной волны 0,3 нм частотой 10¹⁸ Гц, то емкость будет в 10⁹ раз выше чем у радио, и скорость передачи вырастет от условных 100 мегабит в секунду до 100 петабит в секунду. Это теоретический верхний предел скорости передачи. В реальности на скорость передачи будут влиять шумы, скорость модуляции текущих источников излучения, чувствительность и разрешающая способность по времени приемников излучения.

Спектр и диапазоны электромагнитных волн.

Связь по радио

Стандартное средство связи в дальнем космосе сейчас это радиоволны. Сеть дальней космической связи НАСА (Deep Space Network — DSN) начала работать в 1960-е в S-диапазоне радиоволн с длинами волн от 7,5 см до 15 см. В 70-х начали использовать X-диапазон с длинами волн от 2,5 см до 3,75 см. В новом тысячелетии появились системы, работающие в Ka-диапазоне с длинами волн от 0,75 см до 1,13 см.

Система DSN обеспечивает связь с самыми далекими от Земли на данный момент космическими аппаратами, Вояджером-1 и Вояджером-2. Вояджеров запустили в 1977 году, они пролетели через Солнечную систему и сейчас летят уже в межзвездном пространстве на расстоянии более 20 миллиардов километров от Земли.

Источниками питания на Вояджерах служат 3 радиоизотопных термоэлектрических генератора (РИТЭГ). Они надежные, работают без каких-либо движущихся частей, дают энергию независимо и вдали от Солнца. Но они не очень эффективны, и вырабатываемая мощность падает со временем. На старте каждый генератор выдавал 157 Вт электрической энергии, за почти 50 лет полета мощность упала до 70 Вт, в сумме Вояджеру сейчас доступно около 210 Вт электрической энергии.

Внешний вид Вояджеров. Антенна связи - самая крупная часть аппарата и всегда направлена на Землю. — Внешний вид Вояджеров. Антенна связи — самая крупная часть аппарата и всегда направлена на Землю.

Для связи с Землей Вояджеры используют свою параболическую антенну с высоким усилением (High Gain Antenna — HGA) диаметром 3.7 метра. Антенна работает в S- и X-диапазонах, на Вояджере-1 используется частота передачи 8420,5 МГц, на Вояджере-2 — 8414,9 МГц. На Земле сигнал Вояджеров принимается 70-метровыми параболическими антеннами сети DSN.

Мощность излучения от передатчика на Вояджере всего 23 Вт, на антенну на Земле доходит всего 10^-19 Вт мощности сигнала. В обратную сторону антенна DSN отправляет 20 кВт мощности и, считая, что потери симметричны, можно оценить дошедшую до Вояджера мощность в 10^-16 Вт. Битрейт передачи данных с Вояджера сейчас составляет 160 бит в секунду.

Антенна DSN 63 в Мадриде на связи с Вояджером-1 2-го ноября 2026-го года в 10:07 по CET. В реальном времени за сетью DSN можно следить на сайте. Принимаемая мощность всего 10-19 Вт. — Антенна DSN 63 в Мадриде на связи с Вояджером-1 2-го ноября 2026-го года в 10:07 по CET. В реальном времени за сетью DSN можно следить на сайте. Принимаемая мощность всего 10^-19 Вт.

Связь по оптике

Проект оптической системы связи НАСА в дальнем космосе называется DSOC — Deep Space Optical Communications. Демонстрацией работы этого проекта была оптическая система связи с космическим аппаратом Psyche, который с 13 октября 2023 летит к астероиду (16) Психея в поясе астероидов. В начале 2026 года Psyche пролетел мимо Марса, расстояние до Земли около 50 миллионов километров. При тесте скорость передачи данных по оптической системе на таком расстоянии была 267 Мбит/с.

Внешний вид аппарата Psyche. В отличие от Вояджеров, Psyche использует солнечную энергию. Площадь солнечных панелей 75 м2. На орбите Земли аппарату доступно 21 кВт и около 3 кВт в Поясе астероидов. — Внешний вид аппарата Psyche. В отличие от Вояджеров, Psyche использует солнечную энергию. Площадь солнечных панелей 75 м². На орбите Земли аппарату доступно 21 кВт и около 3 кВт в Поясе астероидов.

Оптический лазерный приемопередатчик на Psyche — Flight Laser Transceiver (FLT) — принимает инфракрасное оптическое излучение с длиной волны 1064 нм, а отправляет с помощью инфракрасного лазера мощностью 4 Вт на длине волны 1550 нм. Апертура приемопередатчика 22 см.

На Земле лазерное излучение с Psyche принимает телескоп Хейла. Его апертура 5 м. С Земли к Psyche лазерное излучение отправляет система GLT — Ground Laser Transmitter, установленная на телескопе OCTL. Мощность лазерного излучения 5 кВт.

Как покажет себя оптическая система Psyche если аппарат поместить на место Вояджера. Расстояние увеличится в 400 раз с 50 млн км до 20 млрд км. Из-за потерь при расхождении луча принимаемая энергия будет в 400² раз меньше. Если шумы останутся на таком же уровне, то соотношение сигнал шум также упадет в 400² раз. Из формулы Шеннона емкость канала упадет в 400² раз. Тогда скорость передачи в 267 Мбит в секунду с Марса станет 1,7 кбит/с с края Солнечной системы, прирост в 10 раз по сравнению с текущим радиоканалом Вояджера.

Схема работы оптической системы связи с аппаратом Psyche.

Связь по рентгену

Эксперимент XCOM НАСА проводился на МКС, и был гораздо меньше по масштабам, чем рабочая связь с Вояджером или эксперимент DSOC. XCOM запустили на МКС в рамках миссии STP-H6 4-го мая 2019 года. Разработали технологию рентгеновской связи для этого эксперимента совместно НАСА и Исследовательской лаборатории ВМС США. А миссию STP-H6 заказало ВВС США.

Расположение телескопа NICER и передатчика с MXS на МКС во время теста XCOM. Расстояние между приемником и передатчиком примерно 50 м.

На установке STP-H6 располагался модулируемый источник рентгеновского излучения — Modulated X-Ray Source (MXS) — основной компонент технологии XCOM. Это специальная рентгеновская трубка способная быстро переключать интенсивность излучения, то, что нужно для быстрой передачи информации. STP-H6 расположился на одном конце МКС, снаружи, на транспортно-складской палете ELC-3. На другом конце МКС, на ELC-2, расположен приемник — рентгеновский телескоп NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer), основная работа которого изучение состава и структуры нейтронных звезд. Эксперимент показал скорость передачи данных в 1 Мбит/с.

Вид на рентгеновский телескоп NICER на МКС.

Рентгеновские трубки

Схема рентгеновской трубки. Электрод с отрицательным потенциалом - катод - является источником электронов. На аноде - электроде с положительным потенциалом - находится мишень, к которой разгоняются и об которую тормозятся электроны. — Схема рентгеновской трубки. Электрод с отрицательным потенциалом — катод — является источником электронов. На аноде — электроде с положительным потенциалом — находится мишень, к которой разгоняются и об которую тормозятся электроны.

В рентгеновских трубках свободные электроны в вакууме сначала медленно разгоняются электрическим полем с напряжением порядка десятков кВ и резко тормозятся в мишени. Электромагнитное излучение от резкого торможения электронов так и называют — тормозным. Тормозное излучение имеет широкий сплошной спектр, т.к. электроны не тормозятся все одинаково, сумма от множества разных по времени и ускорению торможений складывается в широкий спектр.

Кроме тормозного излучения у рентгеновских трубок есть характеристическое излучение. Когда летящий электрон налетает на атом и выбивает его электрон с орбитали, пустое место заполняется электроном атома с более высокой орбитали с излучением энергии. Это излучение может быть в рентгеновском диапазоне и оно строго зависит от разности энергий между орбиталями, поэтому спектр характеристического излучения линейчатый и расположение пиков зависит от материала мишени.

Спектры рентгеновской трубки при 60 кВ и 100 кВ напряжениях разгона.

Ширина и расположение спектра рентгеновского излучения трубки зависит от разгоняющего напряжения, а общая излучаемая мощность от количества разогнанных электронов, т.е. от силы электрического тока протекающего через трубку.

В обычных трубках свободные электроны создаются с помощью термоэмиссии. Электроны металла при нагреве до тысяч градусов имеют достаточно тепловой энергии, чтобы вылететь из кристаллической решетки. Катод в трубке нагревается отдельной спиралью. Чем сильнее нагрет металл катода, тем больше электронов и выше интенсивность излучения. Все эффекты связанные с температурой и передачей тепла очень медленные, требуется много времени для переноса тепла даже теплопроводностью по металлу. Обычная трубка сильно ограничена в скорости изменения интенсивности и ей не получится модулировать рентгеновское излучение сигналом с высокой битовой скоростью.

График зависимости силы тока в трубке от температуры катода.

Нагрев металла до 2000 градусов не единственный способ передать электронам достаточно энергии чтобы они стали свободными. Фотоэффект — это явление, при котором электроны выбиваются из металла под действием света. Свет, в отличие от тепла, можно включать и выключать быстро.

Фотоэффект вместо термоэмиссии — запатентованная особенность трубки MXS. Она использует ультрафиолетовый диод для создания свободных электронов из катода. Благодаря этому трубка может быстро включать и выключать рентгеновское излучение, создавая импульсы шириной до 20 нс. Частотная полоса последовательности импульсов в 20 нс будет 100 МГц. Потенциально с таким быстродействием трубка MXS может отправлять данные со скоростью 50 Мбит/с, при соотношении сигнал/шум 1. Во время эксперимента разгоняющее напряжение было ограничено и спектр излучения был не выше 4 кэВ. Излучение MXS было преимущественно тормозным и в диапазоне мягкого рентгена.

Схема рентгеновской трубки MXS от НАСА и сравнение скорости переключения интенсивности излучения с обычной рентгеновской трубкой.

Размеры MXS небольшие, 5,1 см в диаметре и 3,1 см в длину. Апертуры можно задавать разные, наибольшая — 22 мм. Ток трубки составляет 1 мА. При 4 кВ разгонного напряжения и типичной для рентгеновских трубок эффективности преобразования энергии в излучение в 1%, выходную мощность излучения можно оценить в 0,04 Вт. Поскольку пучок от рентгеновской трубки некогерентный и не коллимированный, у луча получился большой угол расхождения 20 градусов.

Детекторы рентгена

Рентген (как и оптика) принципиально иначе детектируется по сравнению с радиоволнами. Длина волны рентгеновского фотона слишком маленькая, чтобы напрямую на антенне измерить электрическую компоненту его поля. Детектор рентгена измеряет количество энергии, которое фотон передает детектору при попадании на него. При измерении рентгеновского излучения не будет информации о фазе волны, только об интенсивности.

Еще одно отличие классических радиоволн от квантовых оптики и рентгена в типе шумов при приеме сигнала. Для радио основной источник шума — это тепловой шум. А для высоких частот и низкой интенсивности энергия одного фотона становится сопоставима с общей энергией, попавшей на приемник. Это приводит к квантовому (дробовому) шуму, приемник принимает энергию с шагом в одну энергию фотона. Поэтому детекторы для оптики и тем более для рентгена должны быть высокочувствительны, в идеале способными детектировать отдельные фотоны.

Принцип работы самых распространенных детекторов фотонов как правило основан на явлении внутреннего фотоэффекта в полупроводниках. Энергия фотона при поглощении создает пару свободных зарядов — электрон и дырку. Наличие этих свободных зарядов регистрируется электроникой, как правило прикладывая к полупроводнику электрическое поля и измеряя ток.

Фотоны оптического диапазона могут напрямую взаимодействовать с сенсором, его энергия примерно равна ширине запрещенной зоны в полупроводнике вроде кремния. Так работают CCD и CMOS сенсоры фото и видео камер. Для рентгена зачастую используют сцинтилляционные кристаллы, которые сначала превращают рентгеновский фотон в фотоны оптического диапазон, которые уже затем принимаются обычным полупроводниковым сенсором. Возможность детектирования рентгеновского фотона напрямую полупроводниковым тоже есть, ведь видеокамеры шумят, когда находятся рядом с радиоактивным источником, рентгеновские фотоны также выбивают свободные заряды в кремнии CMOS сенсора как и оптические. Специализированные рентгеновские полупроводниковые сенсоры, например гибридные пиксельные детекторы, способны детектировать отдельные рентгеновские фотоны и измерять их энергию.

Схема работы кремниевого дрифтового детектора.

На телескопе NICER используются кремниевые дрифтовые детекторы. Они представляют собой кусок кремния, легированного n-, с нанесенными на поверхности полосами легированного p+ полупроводника. Одна полоса легирована n+ выступает анодом, к ней подключена считывающая электроника. К этим полосам приложено напряжение. Новообразовавшиеся заряды движутся под действием этого электрического поля и этот ток измеряется считывающей электроникой.

Детекторы NICER чувствительны в диапазоне энергий от 0,2 до 12 кэВ. Разрешающая способность по времени 100 нс. Разрешающая способность по времени влияет на доступную частотную полосу. Если принять, что детектор измеряет интенсивность падающего на него излучения раз в 100 нс, то есть ведет себя как АЦП, то частота дискретизации будет 10 МГц. Значит по принципу Найквиста-Шеннона-Котельникова теоретический верхний предел полосы сигнала, который приемник может принять, будет не больше 5 МГц.

Отдельная проблема работы с рентгеновским излучением это сложности “оптической” манипуляции с пучком. Для рентгена фокусировка, коллимация, отражения и преломления недоступны так же просто как для оптического излучения при использовании стекла, т.к. нет материалов со сравнимыми показателями преломления и пропускания в рентгеновском диапазоне. Приходится использовать специальные зеркала, работающие на очень больших углах падения луча, когда он практически параллелен поверхности зеркала.

Схема принцип работы рентгеновской оптики.

Вид на один из 56 концентрических концентраторов рентгеновского излучения телескопа NICER.

Эффективная площадь апертуры одного концентратора NICER составляет 44 см² для энергий 1,5 кэВ и 18 см² для энергий 4,5 кэВ. Всего эффективная площадь апертуры для энергий у верхней границы спектра MXS составит порядка 1000 см², а диаметр 0,35 м.

Заключение

Сравним радио, оптику и рентген. Оптика 2020-х явно выигрывает у радио 1970-х, меньше размеры, меньше мощность, но выше скорость передачи. А технология рентгеновской связи очень сырая и потенциальное преимущество в меньших потерях за счет угла расхождения не видно. Рентгеновские трубки из-за сильного расхождения пучка плохо подходят для использования в дальней космической связи. Возможно другие способы создания рентгеновского излучения, например рентгеновские лазеры из ускорителей электронов, подойдут лучше за счет узкого, когерентного пучка.

	Вояджер к Земле	Psyche к Земле	XCOM
Тип	Радио	ИК оптика	Мягкий рентген
Частота несущей, Гц	8,4 * 10⁹	1,9 * 10¹⁴	9,7 * 10¹⁷
Энергия фотона несущей, кэВ	3 * 10^-8	8 * 10^-4	4
Длина волны несущей, м	3,56 * 10^-2	1,55 * 10^-6	3 * 10^-10
Апертура передатчика, м	3,7	2,2 * 10^-1	2,2 * 10^-2
Угол расхождения, градусы	0,55	4 * 10^-4	20
Мощность передачи, Вт	23	4	4 * 10^-2
Апертура приемника, м	70	5	3,5 * 10^-1
Расстояние, м	2 * 10¹³	5 * 10¹⁰	50
Скорость передачи, бит/с	160	2,67 * 10⁸	1 * 10⁶

	Вояджер к Земле	Psyche к Земле	XCOM
Тип	Радио	ИК оптика	Мягкий рентген
Частота несущей, Гц	8,4 * 10^9	1,9 * 10^14	9,7 * 10^17
Энергия фотона несущей, кэВ	3 * 10^-8	8 * 10^-4	4
Длина волны несущей, м	3,56 * 10^-2	1,55 * 10^-6	3 * 10^-10
Апертура передатчика, м	3,7	2,2 * 10^-1	2,2 * 10^-2
Угол расхождения, градусы	0,55	4 * 10^-4	20
Мощность передачи, Вт	23	4	4 * 10^-2
Апертура приемника, м	70	5	3,5 * 10^-1
Расстояние, м	2 * 10 ^13	5 * 10^10	50
Скорость передачи, бит/с	160	2,67 * 10^8	1 * 10^6

Кроме дальней космической связи рентгеновское излучение имеет нишу в связи сквозь облако плазмы, непроницаемое для радиоволн. Такое облако образуется вокруг космического корабля, возвращающегося на Землю с орбиты. Из-за высокой скорости полета сквозь атмосферу воздух нагревается до тысяч градусов, образуется плазма и связь с кораблем в самый тревожный момент теряется. Но в некоторых случаях потерю связи можно обойти и без рентгена. Поскольку в “кильватере” плазмы нет, то радиоволны могут достигать корабля сверху, и связь может быть обеспечена с помощью спутника, как продемонстрировала SpaceX обеспечив прямой видео эфир с возвращающегося Starship-а с помощью спутников Starlink.

В качестве шутки можно оценить, какой прирост скорости передачи данных будет в центрах обработки данных если вместо оптики там использовать рентген. Исследователь из Университета Калифорнии Джордж Портер в 2013 году такую оценку сделал, по его расчетом получилось, что скорость передачи будет порядка 40 петабит в секунду. Конечно, тогда центры станут источником радиационной опасности, а вся электроника там должна быть радиационно стойкой, но прирост скорости возможно стоит того. Также остается открытым вопрос рентгеновского эквивалента медных и оптических кабелей, с которыми разведение сети будет эффективнее и удобнее.

Но в космосе ничего не встанет на пути рентгеновского луча, а выигрыш в эффективности на дальней дистанции благодаря потенциально меньшим потерям при расхождении луча, дает рентгену перспективу на будущее применение.

Варианты использования рентгеновской системы связи: между космическими кораблями, связь сквозь облако плазмы или сквозь стены.

ссылка на оригинал статьи https://habr.com/ru/articles/1104878/