"Praktike ne estas loko por plibonigo en radiofrekvenca teknologio. Simplaj solvoj finiĝas"
La 26-an de novembro 2018 je la 22:53 moskva tempo, NASA faris tion denove - la sondilo InSight sukcese alteriĝis sur la surfacon de Marso post eniro en la atmosferon, malsupreniron kaj surteriĝo manovroj, kiuj poste estis baptitaj kiel "ses minutoj kaj duono de hororo". .” Trafa priskribo, ĉar NASA-inĝenieroj ne povis tuj scii ĉu la kosmosondilo sukcese alteriĝis sur la surfacon de la planedo pro komunika prokrasto de proksimume 8,1 minutoj inter Tero kaj Marso. Dum ĉi tiu fenestro, InSight ne povis fidi siajn pli modernajn kaj potencajn antenojn - ĉio dependis de malnovmodaj UHF-komunikadoj (metodo longe uzata en ĉio de elsenda televido kaj walkie-talkioj ĝis Bluetooh-aparatoj).
Kiel rezulto, kritikaj datumoj pri la statuso de InSight estis transdonitaj per radiondoj kun frekvenco de 401,586 MHz al du satelitoj -, WALL-E kaj EVE, kiuj tiam transdonis datumojn je 8 Kbps al 70-metraj antenoj situantaj sur la Tero. La kubetoj estis lanĉitaj sur la sama raketo kiel InSight, kaj ili akompanis ĝin dum ĝia vojaĝo al Marso por observi la surteriĝon kaj tuj transdoni datumojn hejmen. Aliaj marsaj orbitaloj, ekz. (MRS), estis en mallerta pozicio kaj ne povis komence interŝanĝi mesaĝojn kun la alterigilo en reala tempo. Por ne diri, ke la tuta surteriĝo dependis de du eksperimentaj CubeSats ĉiu la grandeco de valizo, sed la MRS nur povus transdoni datumojn de InSight post eĉ pli longa atendo.
La InSight-alteriĝo fakte testis la tutan komunikarkitekturon de NASA, la Mars Network. La signalo de la InSight-surterigilo transdonita al la orbitaj satelitoj atingus la Teron ĉiuokaze, eĉ se la satelitoj malsukcesus. WALL-E kaj EVE devis transdoni informojn tuj, kaj ili faris tion. Se ĉi tiuj CubeSats ial ne funkciis, MRS estis preta ludi sian rolon. Ĉiu funkciis kiel nodo sur interret-simila reto, vojigante datumpakaĵojn tra malsamaj terminaloj konsistantaj el malsama ekipaĵo. Hodiaŭ, la plej efika el ili estas la MRS, kapabla transdoni datumojn je rapidoj de ĝis 6 Mbit/s (kaj ĉi tio estas la nuna rekordo por interplanedaj misioj). Sed NASA devis funkcii kun multe pli malrapidaj rapidecoj en la pasinteco—kaj bezonos multe pli rapidan datumtransigon en la estonteco.
Same kiel via Interreta Servoprovizanto, NASA permesas retajn uzantojn komunikado kun kosmoŝipoj en reala tempo.
Profundspaca komunika reto
Ĉar la ĉeesto de NASA en spaco pliiĝis, plibonigitaj komunikadsistemoj kontinue aperis por kovri pli kaj pli da spaco: unue en malalta Tera orbito, poste en geosinkrona orbito kaj la Luno, kaj baldaŭ komunikadoj iris pli profunden en la kosmon. Ĉio komenciĝis per kruda portebla radioricevilo, kiu estis uzata por ricevi telemetrion de Explorer 1, la unua satelito sukcese lanĉita de la usonanoj en 1958, ĉe usonaj armeaj bazoj en Niĝerio, Singapuro kaj Kalifornio. Malrapide sed certe, ĉi tiu bazo evoluis al la hodiaŭaj altnivelaj mesaĝaj sistemoj.
Douglas Abraham, estro de la Strategia kaj Systems Foresight Division en la Interplaneta Reto-Direkto de NASA, elstarigas tri sendepende evoluintajn retojn por elsendi mesaĝojn en la spaco. La Proksima Tera Reto funkcias per kosmoŝipo en malalta Tera orbito. "Ĝi estas kolekto de antenoj, plejparte 9 ĝis 12 metroj. Estas kelkaj pli grandaj, 15 ĝis 18 metroj," diras Abraham. Tiam, super la geosinkrona orbito de la Tero, ekzistas pluraj spuraj kaj datenoj relajsatelitoj (TDRS). "Ili povas rigardi malsupren al satelitoj en malalta Tera orbito kaj komuniki kun ili, kaj poste transdoni ĉi tiujn informojn per TDRS al la grundo," Abraham klarigas. "Ĉi tiu satelita datumtranssendosistemo nomiĝas NASA Space Network."
Sed eĉ TDRS ne sufiĉis por komuniki kun la kosmoŝipo, kiu iris multe preter la orbito de la Luno, al aliaj planedoj. “Do ni devis krei reton, kiu kovras la tutan sunsistemon. Kaj ĉi tio estas la Profunda Spaca Reto [DSN], diras Abraham. La Marsa reto estas etendaĵo .
Konsiderante ĝian longon kaj aranĝon, DSN estas la plej kompleksa el la listigitaj sistemoj. Esence, tio estas aro de grandaj antenoj, de 34 ĝis 70 m en diametro. Ĉiu el la tri DSN-ejoj funkciigas plurajn 34-metrajn antenojn kaj unu 70-metran antenon. Unu ejo situas en Goldstone (Kalifornio), alia proksime de Madrido (Hispanio), kaj la tria en Kanbero (Aŭstralio). Tiuj ejoj situas ĉirkaŭ 120 gradoj dise ĉirkaŭ la globo, kaj disponigas XNUMX-horan priraportadon al ĉiuj kosmoŝipoj ekster geosinkrona orbito.
34-metraj antenoj estas la ĉefa ekipaĵo de DSN, kaj estas du tipoj: malnovaj alt-efikecaj antenoj kaj relative novaj ondgvidantenoj. La diferenco estas, ke gvid-onda anteno havas kvin precizecajn RF-spegulojn, kiuj reflektas signalojn laŭ pipo al subtera kontrolĉambro, kie la elektroniko, kiu analizas tiujn signalojn, estas pli bone protektitaj kontraŭ ĉiuj fontoj de interfero. La 34-metraj antenoj, funkciante individue aŭ en grupoj de 2-3 pladoj, povas disponigi la plej multajn el la komunikadoj kiujn NASA bezonas. Sed por specialaj kazoj, kiam distancoj fariĝas tro longaj por eĉ pluraj 34-metraj antenoj, DSN-kontrolo uzas 70-metrajn monstrojn.
"Ili ludas gravan rolon en pluraj aplikoj," Abraham diras pri grandaj antenoj. La unua estas kiam la kosmoŝipo estas tiel malproksime de la Tero ke estos neeble establi komunikadon kun ĝi uzante pli malgrandan pladon. “Bonaj ekzemploj estus la misio New Horizons, kiu jam flugis multe pli for ol Plutono, aŭ la kosmoŝipo Voyager, kiu situas ekster la sunsistemo. Nur 70-metraj antenoj povas penetri ilin kaj liveri siajn datumojn al la Tero,” klarigas Abraham.
70-metra pladoj ankaŭ estas uzataj kiam la kosmoŝipo ne povas funkciigi la akcelantenon, aŭ pro planita kritika situacio kiel enorbita eniro, aŭ ĉar io terure misfunkcias. La 70-metra anteno, ekzemple, estis uzata por sekure resendi Apolonon 13 al la Tero. Ŝi ankaŭ adoptis la faman linion de Neil Armstrong, "Unu malgranda paŝo por viro, unu giganta paŝo por la homaro." Kaj eĉ hodiaŭ, DSN restas la plej altnivela kaj sentema komunika sistemo en la mondo. "Sed pro multaj kialoj ĝi jam atingis sian limon," avertas Abraham. – Estas preskaŭ nenie plibonigi la teknologion, kiu funkcias ĉe radiofrekvencoj. Simplaj solvoj finiĝas."
Tri grundaj stacidomoj 120 gradoj dise
DSN-platoj en Kanbero
DSN-komplekso en Madrido
DSN en Goldstone
Kontrolejo ĉe la Jet Propulsion Laboratory
Radio kaj kio okazos post ĝi
Ĉi tiu rakonto ne estas nova. La historio de profundspacaj komunikadoj konsistas el konstanta lukto pliigi frekvencojn kaj mallongigi ondolongojn. Esploristo 1 uzis 108 MHz-frekvencojn. NASA tiam lanĉis pli grandajn, pli bone-gajnajn antenojn kiuj apogis frekvencojn en la L-grupo, 1 ĝis 2 GHz. Tiam estis la vico de la S-bando, kun frekvencoj de 2 ĝis 4 GHz, kaj tiam la agentejo ŝanĝis al la X-bando, kun frekvencoj de 7-11,2 GHz.
Hodiaŭ, spackomunikaj sistemoj denove spertas ŝanĝojn - ili nun moviĝas al la 26-40 GHz gamo, Ka-bando. "La kialo de ĉi tiu tendenco estas, ke ju pli mallongaj la ondolongoj kaj des pli altaj la frekvencoj, des pli rapide la datumtransiga indico povas esti atingita," diras Abraham.
Estas kialoj por optimismo, ĉar historie la ritmo de komunikado ĉe NASA estis sufiĉe rapida. Esplorartikolo de 2014 de la Jet Propulsion Laboratory disponigas la sekvajn traigajn datumojn por komparo: Se ni uzus la komunikajn teknologiojn de Explorer 1 por transdoni tipan iPhone-foton de Jupitero al la Tero, ĝi prenus 460 fojojn pli longe ol la nuna aĝo Universo. Por Pioniroj 2 kaj 4 de la 1960-aj jaroj, ĝi estus preninta 633 jarojn. Mariner 000 de 9 farintus ĝin en 1971 horoj. Hodiaŭ ĝi daŭros SINJORINO tri minutojn.
La nura problemo, kompreneble, estas, ke la kvanto de datumoj ricevitaj de kosmoŝipoj kreskas same rapide kiel, se ne pli rapide ol, la kresko de ĝiaj transmisiaj kapabloj. Dum la 40 jaroj da operacio, Voyagers 1 kaj 2 produktis 5 TB da informoj. La satelito NISAR Earth Science, planita por lanĉo en 2020, produktos 85 TB da datumoj monate. Kaj se la satelitoj de la Tero sufiĉe kapablas tion, transdoni tian volumon da datumoj inter planedoj estas tute alia historio. Eĉ relative rapida MRS transdonos 85 TB da datumoj al la Tero dum 20 jaroj.
"La atendataj datumkurzoj por marsa esplorado fine de la 2020-aj jaroj kaj fruaj 2030-aj jaroj estos 150 Mbps aŭ pli altaj, do ni faru la matematikon," diras Abraham. – Se kosmoŝipo de la klaso MRS je la maksimuma distanco de ni al Marso povas sendi proksimume 1 Mbit/s al 70-metra anteno sur la Tero, tiam por organizi komunikadon kun rapido de 150 Mbit/s tabelon de 150 70-metraj. antenoj estos postulataj. Jes, kompreneble, ni povas elpensi lertajn manierojn por redukti ĉi tiun absurdan kvanton iomete, sed la problemo evidente ekzistas: organizi interplanedajn komunikadojn kun rapido de 150 Mbps estas ege malfacila. Krome, ni elĉerpas permesitajn frekvencojn."
Kiel Abraham pruvas, funkciante en S-grupo aŭ X-grupo, ununura 25 Mbps-misio okupos la tutan disponeblan spektron. Estas pli da spaco en la Ka-grupo, sed nur du Marsaj satelitoj kun trafluo de 150 Mbit/s okupos la tutan spektron. Simple dirite, la interplaneda interreto postulos pli ol nur radiojn por funkcii—ĝi dependos de laseroj.
La apero de optikaj komunikadoj
Laseroj sonas futurece, sed la ideo de optikaj komunikadoj povas esti spurita al patento prezentita de Alexander Graham Bell en la 1880-aj jaroj. Bell evoluigis sistemon en kiu sunlumo, enfokusigita al tre mallarĝa trabo, estis direktita sur reflektan diafragmon kiu estis vibrita per sonoj. La vibradoj kaŭzis variojn en la lumo pasanta tra la lenso en la krudan fotodetektilon. Ŝanĝoj en la rezisto de la fotodetektilo ŝanĝis la kurenton tra la telefono.
La sistemo estis malstabila, la volumeno estis tre malalta, kaj Bell poste prirezignis la ideon. Sed preskaŭ 100 jarojn poste, armitaj per laseroj kaj optikaj fibroj, NASA-inĝenieroj revenis al ĉi tiu malnova koncepto.
"Ni konis la limojn de radiofrekvencaj sistemoj, do ĉe JPL fine de la 1970-aj jaroj, komence de la 1980-aj jaroj, ni komencis diskuti la eblecon transdoni mesaĝojn el profunda spaco per spacaj laseroj," diris Abraham. Por pli bone kompreni kio estas kaj ne estas ebla en profundspacaj optikaj komunikadoj, la laboratorio lanĉis kvarjaran studon Deep Space Relay Satellite System (DSRSS) en la malfruaj 1980-aj jaroj. La studo devis respondi kritikajn demandojn: kio pri vetero kaj videbleco problemoj (finfine, radiondoj povas facile trapasi nubojn, dum laseroj ne povas)? Kio se la angulo Sun-Tero-sondilo fariĝas tro akra? Ĉu detektilo sur la Tero povas distingi malfortan optikan signalon de sunlumo? Kaj fine, kiom kostos ĉio ĉi kaj ĉu ĝi valoros? "Ni ankoraŭ serĉas respondojn al ĉi tiuj demandoj," Abraham konfesas. "Tamen, la respondoj ĉiam pli subtenas la eblecon de optika datumtranssendo."
DSRSS sugestis ke punkto situanta super la atmosfero de la Tero estus plej taŭga por optikaj kaj radiokomunikadoj. Estis deklarite ke la optika komunikadosistemo instalita sur la enorbita stacio rezultus pli bone ol iu terbazita arkitekturo, inkluzive de la ikonecaj 70-metraj antenoj. En malalt-Tera orbito, estis planite disfaldi 10-metran pladon, kaj poste levi ĝin al geosinkrona. Tamen, la kosto de tia sistemo - konsistanta el satelito kun paravo, lanĉveturilo, kaj kvin uzantterminaloj - estis malpermesa. Krome, la studo eĉ ne inkludis la koston de la necesa helpsistemo, kiu ekfunkcius en la okazo de satelito fiasko.
Por ĉi tiu sistemo, la Laboratorio komencis rigardi la terarkitekturon priskribitan en la raporto de Ground Based Advanced Technology Study (GBATS) de la Laboratorio, farita ĉirkaŭ la sama tempo kiel DRSS. La homoj laborantaj pri GBATS elpensis du alternativajn proponojn. La unua estas la instalo de ses stacioj kun 10-metraj antenoj kaj metro-longaj rezervaj antenoj situantaj je 60 gradoj dise laŭlonge de la tuta ekvatoro. La stacioj devis esti konstruitaj sur montopintoj, kie la vetero estis klara almenaŭ 66% de la tagoj jare. Tiel, 2-3 stacioj ĉiam estos videblaj por iu ajn kosmoŝipo, kaj ili havos malsaman veteron. La dua opcio estas naŭ stacioj, kolektitaj en grupoj de tri, kaj situantaj 120 gradoj unu de la alia. La stacioj ene de ĉiu grupo devus estinti situantaj 200 km unu de la alia tiel ke ili estis en rekta videbleco, sed en malsamaj veterĉeloj.
Ambaŭ GBATS-arkitekturoj estis pli malmultekostaj ol la spaca aliro, sed ili ankaŭ havis problemojn. Unue, ĉar la signaloj devis vojaĝi tra la tera atmosfero, taga ricevo estus multe pli malbona ol nokta ricevo pro la prilumita ĉielo. Malgraŭ la saĝa aranĝo, optikaj surteraj stacioj dependos de la vetero. Kosmoŝipo direktanta laseron al grunda stacio devos eventuale adaptiĝi al malbonaj vetercirkonstancoj kaj reestabli komunikadojn kun alia stacio kiu ne estas obskurita de nuboj.
Tamen, sendepende de la problemoj, la DSRSS kaj GBATS-projektoj metis la teorian fundamenton por optikaj sistemoj por profundspacaj komunikadoj kaj la modernaj evoluoj de inĝenieroj ĉe NASA. Restis nur konstrui tian sistemon kaj pruvi ĝian agadon. Feliĉe, ĉi tio estis nur kelkaj monatoj for.
Efektivigo de la projekto
Antaŭ tiu tempo, optika datumtranssendo en spaco jam okazis. La unua eksperimento estis farita en 1992, kiam la sondilo Galileo direktiĝis al Jupitero kaj turnis sian alt-rezolucian fotilon al la Tero por sukcese ricevi aron da laserpulsoj senditaj de la 60-cm teleskopo ĉe la Observatorio de Tablomonto kaj de la 1,5 m. USAF Starfire Optical Telescope Range en Nov-Meksiko. En ĉi tiu momento, Galileo estis 1,4 milionoj da km de la Tero, sed ambaŭ laseraj radioj trafis ĝian fotilon.
La japanaj kaj eŭropaj Kosmaj Agentejoj ankaŭ povis establi optikajn komunikadojn inter grundaj stacioj kaj satelitoj en tera orbito. Ili tiam povis establi 50 Mbps-konekton inter la du satelitoj. Antaŭ kelkaj jaroj, germana teamo establis 5,6 Gbps koheran optikan dudirektan ligon inter la NFIRE-satelito en Tera orbito kaj surtera stacio en Tenerifo, Hispanio. Sed ĉiuj ĉi tiuj kazoj estis asociitaj kun malalta Tera orbito.
La plej unua optika ligo liganta terstacion kaj kosmoŝipon en orbito proksime de alia planedo en la sunsistemo estis establita en januaro 2013. La 152 x 200 pikseloj nigrablanka bildo de la Gioconda estis elsendita de la Next Generation Satellite Laser Ranging Station ĉe la Goddard Space Flight Center de NASA ĝis la Luna Reconnaissance Orbiter (LRO) je 300 bps. La komunikado estis unudirekta. LRO sendis la bildon kiun ĝi ricevis de la Tero reen per regulaj radiokomunikadoj. La bildo bezonis iom da programara eraro-korektado, sed eĉ sen ĉi tiu kodado ĝi estis facile rekonebla. Kaj tiutempe jam estis planita la lanĉo de pli potenca sistemo al la Luno.
De la Lunar Reconnaissance Orbiter-projekto (2013) : Por malbari informojn de dissendaroj enkondukitaj per la atmosfero de la Tero (maldekstre), sciencistoj ĉe la Goddard Space Flight Center uzis Reed-Solomon-erarĝustigon (dekstre), kiu estas vaste uzata en KD kaj DVD. Oftaj eraroj inkluzivas mankantajn pikselojn (blankajn) kaj malverajn signalojn (nigrajn). Blanka strio indikas mallongan paŭzon en dissendo.
«(LADEE) eniris lunan orbiton la 6-an de oktobro 2013, kaj nur semajnon poste lanĉis ĝian pulsitan laseron por elsendi datenojn. Ĉi-foje, NASA provis organizi dudirektan komunikadon kun rapido de 20 Mbit/s en la alia direkto kaj rekorda rapideco de 622 Mbit/s en la alia direkto. La nura problemo estis la mallonga vivotempo de la misio. La optikaj komunikadoj de LRO nur funkciis dum kelkaj minutoj samtempe. LADEE interŝanĝis datumojn per sia lasero dum 16 horoj dum 30 tagoj. Ĉi tiu situacio ŝanĝiĝos kun la lanĉo de la satelito Laser Communications Demonstration (LCRD), planita por junio 2019. Ĝia misio estas montri kiel funkcios estontaj komunikadaj sistemoj en la spaco.
LCRD estas evoluigita ĉe Jet Propulsion Laboratory de NASA lige kun Lincoln Laboratory de MIT. Ĝi havos du optikajn terminalojn: unu por komunikadoj en malalta Tera orbito, la alia por profunda spaco. La unua devos uzi Differential Phase Shift Keying (DPSK). La dissendilo sendos laserajn pulsojn je frekvenco de 2,88 GHz. Uzante ĉi tiun teknologion, ĉiu bito estos ĉifrita per la fazdiferenco de sinsekvaj pulsoj. Ĝi povos funkcii kun rapido de 2,88 Gbps, sed ĉi tio postulos multan potencon. Detektiloj povas nur detekti pulsdiferencojn en alt-energiaj signaloj, do DPSK funkcias bonege por proksimaj Teraj komunikadoj, sed ĝi ne estas la plej bona metodo por profunda spaco, kie stokado de energio estas problema. Signalo sendita de Marso perdos energion kiam ĝi atingos la Teron, do LCRD uzos pli efikan teknologion nomitan pulsfaza modulado por montri optikajn komunikadojn kun profunda spaco.
NASA-inĝenieroj preparas LADEE por testado
En 2017, inĝenieroj testis flugmodemojn en termika vakua ĉambro
"Ĝi esence nombras fotonojn," Abraham klarigas. – La mallonga periodo asignita por komunikado estas dividita en plurajn tempoperiodojn. Por akiri datumojn, vi simple devas kontroli ĉu la fotonoj koliziis kun la detektilo je ĉiu intervalo. Jen kiel la datumoj estas koditaj en la FIM." Ĝi estas kiel morsa kodo, sed kun superrapida rapido. Aŭ estas ekbrilo en certa momento aŭ ne ekzistas, kaj la mesaĝo estas ĉifrita per sinsekvo de ekbriloj. "Kvankam ĉi tio estas multe pli malrapida ol DPSK, ni ankoraŭ povas provizi dekojn aŭ centojn da Mbps da optikaj komunikadoj de tiom malproksime kiel Marso," aldonas Abraham.
Kompreneble, la projekto LCRD ne estas nur ĉi tiuj du fina stacioj. Ĝi ankaŭ devus funkcii kiel Interreta nabo en la spaco. Sur la tero, tri stacioj funkcios kun LCRD: unu ĉe White Sands en Nov-Meksiko, unu ĉe Tablomonto en Kalifornio, kaj unu sur Havajo Insulo aŭ Maŭi. La ideo estas provi ŝanĝadon de unu surtera stacio al alia se malbona vetero okazas ĉe unu el la stacioj. La misio ankaŭ testos la efikecon de la LCRD kiel datumsendilo. Optika signalo de unu el la stacioj estos sendita al satelito kaj poste transdonita al alia stacio - ĉio per optika ligo.
Se la datumoj ne povas esti transdonitaj tuj, LCRD stokos ĝin kaj transdonos ĝin kiam la ŝanco aperos. Se la datumoj urĝas aŭ ne estas sufiĉe da spaco en la surŝipa stokado, la LCRD sendos ĝin tuj per sia Ka-banda anteno. Do, antaŭulo al estontaj dissendilaj satelitoj, LCRD estos hibrida radio-optika sistemo. Ĉi tio estas ĝuste la speco de unuo kiun NASA bezonas meti en orbiton ĉirkaŭ Marso por establi interplanedan reton kiu subtenos homan profundan kosman esploradon en la 2030-aj jaroj.
Enretan Marson
Dum la pasinta jaro, la teamo de Abraham skribis du artikolojn priskribantajn la estontecon de profundspacaj komunikadoj, kiuj estos prezentitaj ĉe la SpaceOps-konferenco en Francio en majo 2019. Unu priskribas profundspacaj komunikadoj ĝenerale, la alia ("") ofertas detalan priskribon de la infrastrukturo kapabla provizi interretan servon por astronaŭtoj sur la Ruĝa Planedo.
Taksoj de la pinta meza datumtransiga rapideco estis proksimume 215 Mbit/s por elŝutado kaj 28 Mbit/s por alŝutado. La Marsa Interreto konsistos el tri retoj: WiFi kovranta la surfacan esploran areon, planeda reto transdonanta datumojn de la surfaco al la Tero, kaj la Tera Reto, profundspaca komunika reto kun tri ejoj respondecaj por ricevi ĉi tiujn datumojn kaj sendi respondojn reen al. Marso.
“Kiam disvolvas tian infrastrukturon, estas multaj problemoj. Ĝi devas esti fidinda kaj stabila, eĉ ĉe la maksimuma distanco al Marso de 2,67 AU. dum periodoj de suna supera konjunkcio, kiam Marso kaŝiĝas malantaŭ la Suno,” diras Abraham. Tia konjunkcio okazas ĉiujn du jarojn kaj tute interrompas komunikadon kun Marso. "Hodiaŭ ni ne povas elteni ĉi tion. Ĉiuj alteriĝo kaj enorbitaj stacioj kiuj estas sur Marso simple perdas kontakton kun la Tero dum proksimume du semajnoj. Kun optikaj komunikadoj, komunikadperdoj pro suna konektebleco estos eĉ pli longaj, 10 ĝis 15 semajnoj." Por robotoj, tiaj breĉoj ne estas precipe timigaj. Tia izolado ne kaŭzas al ili problemojn, ĉar ili ne enuas, ne spertas solecon kaj ili ne bezonas vidi siajn amatojn. Sed por homoj ĝi estas tute malsama.
"Ni do teorie permesas la komisiadon de du enorbitaj dissendiloj metitaj en cirkla ekvatora orbito 17300 1500 km super la surfaco de Marso," daŭrigas Abraham. Laŭ la studo, ili devus pezi 20 kg ĉiu, kaj havi surŝipe aron da terminaloj funkcianta en la X-grupo, Ka-grupo kaj optika gamo, kaj esti funkciigitaj per sunpaneloj kun potenco de 30-XNUMX kW. Ili devas subteni la Protokolon de Reto Toleranta Malfruo - esence TCP/IP, desegnita por trakti la longajn prokrastojn kiuj neeviteble okazos en interplanedaj retoj. La enorbitaj stacioj partoprenantaj en la reto devas povi komuniki kun astronaŭtoj kaj veturiloj sur la surfaco de la planedo, kun surteraj stacioj kaj inter si.
"Ĉi tiu kruc-kuplado estas tre grava ĉar ĝi reduktas la nombron da antenoj necesaj por transdoni datumojn je 250 Mbps," diras Abraham. Lia teamo taksas, ke aro de ses 250-metraj antenoj estus bezonata por ricevi 34 Mbps datumojn de unu el la enorbitaj dissendiloj. Ĉi tio signifas, ke NASA devos konstrui tri pliajn antenojn ĉe profundspacaj komunikadlokoj, sed ili bezonas jarojn por konstrui kaj estas ege multekostaj. "Sed ni pensas, ke du orbitaj stacioj povus kunhavigi la datumojn kaj sendi ĝin samtempe je 125 Mbps, kun unu dissendilo sendas duonon de la datumpakaĵo kaj la alia sendas la alian," diras Abraham. Eĉ hodiaŭ, 34-metraj profundspacaj komunikaj antenoj povas samtempe ricevi datumojn de kvar malsamaj kosmoŝipoj samtempe, rezultigante la bezonon de tri antenoj por plenumi la taskon. "Ricevi du transdonojn de 125 Mbps el la sama areo de ĉielo postulas la saman nombron da antenoj kiel ricevi unu transdonon," Abraham klarigas. "Pliaj antenoj estas bezonataj nur se vi bezonas komuniki pli altajn rapidecojn."
Por trakti la problemon de suna konjunkcio, la teamo de Abraham proponis lanĉi dissendilan sateliton al la punktoj L4/L5 de la orbito Sun-Marso/Suno-Tero. Tiam, dum konjunkcioperiodoj, ĝi povus esti uzata por transdoni datumojn ĉirkaŭ la Suno, anstataŭ sendi signalojn tra ĝi. Bedaŭrinde, dum ĉi tiu periodo la rapido falos al 100 Kbps. Simple dirite, ĝi funkcios, sed ĝi aĉas.
Intertempe, estontaj astronaŭtoj sur Marso devos atendi iom pli ol tri minutojn por ricevi foton de la katido, sen kalkuli prokrastojn, kiuj povus esti ĝis 40 minutoj. Feliĉe, antaŭ ol la ambicioj de la homaro kondukos nin eĉ pli for ol la Ruĝa Planedo, la interplaneda Interreto jam bone funkcios plejofte.
fonto: www.habr.com