«Raadiosagedustehnoloogias arenguruumi praktiliselt pole. Lihtsad lahendused lõpevad"
26. novembril 2018 kell 22:53 Moskva aja järgi tegi NASA seda uuesti – sond InSight maandus edukalt Marsi pinnale pärast atmosfääri sisenemist, laskumist ja maandumismanöövreid, mis hiljem ristiti kui "kuue ja poole minuti õudus". .” Sobiv kirjeldus, kuna NASA insenerid ei saanud kohe teada, kas kosmosesond oli edukalt planeedi pinnale maandunud, kuna sidepidamine Maa ja Marsi vahel oli umbes 8,1 minutit. Selle akna ajal ei saanud InSight loota oma moodsamatele ja võimsamatele antennidele – kõik sõltus vanamoodsast UHF-suhtlusest (meetod, mida on pikka aega kasutatud kõiges alates televisiooni leviedastusest ja raadiosaatjatest kuni Bluetoothi seadmeteni).
Selle tulemusel edastati kriitilised andmed InSighti oleku kohta raadiolainetel sagedusega 401,586 MHz kahele satelliidile -, WALL-E ja EVE, mis seejärel edastasid andmeid Maal asuvatele 8-meetristele antennidele kiirusega 70 Kbps. Kuubikud lasti välja samal raketil, mis InSight, ja nad saatsid seda Marsile teekonnal, et jälgida maandumist ja edastada kohe andmed koju. Teised Marsi orbiidid, nt. (MRS), olid ebamugavas olukorras ega saanud algul maanduriga reaalajas sõnumeid vahetada. Mitte öelda, et kogu maandumine sõltus kahest eksperimentaalsest kohvri suurusest CubeSatist, kuid MRS suudaks InSightist andmeid edastada alles pärast veelgi pikemat ootamist.
InSighti maandumine testis tegelikult NASA kogu kommunikatsiooniarhitektuuri, Marsi võrku. Orbiidil tiirlevatele satelliitidele edastatud maanduri InSight signaal oleks nagunii Maale jõudnud, isegi kui satelliidid oleksid ebaõnnestunud. WALL-E ja EVE pidid teabe koheselt edastama ja nad tegid seda. Kui need CubeSatid poleks mingil põhjusel töötanud, oli MRS valmis oma rolli täitma. Igaüks neist töötas sõlmena Interneti-laadses võrgus, suunates andmepakette läbi erinevate terminalide, mis koosnesid erinevatest seadmetest. Tänapäeval on neist tõhusaim MRS, mis on võimeline edastama andmeid kiirusega kuni 6 Mbit/s (ja see on praegune planeetidevaheliste missioonide rekord). Kuid NASA on varem pidanud töötama palju aeglasema kiirusega ja vajab tulevikus palju kiiremat andmeedastust.
Nii nagu teie Interneti-teenuse pakkuja, lubab NASA Interneti-kasutajaid suhtlemine kosmoselaevadega reaalajas.
Süvakosmose sidevõrk
Kuna NASA kohalolek kosmoses suurenes, tekkisid pidevalt täiustatud sidesüsteemid, mis katavad üha rohkem ruumi: esmalt madalal Maa orbiidil, seejärel geosünkroonsel orbiidil ja Kuul ning peagi läks side sügavamale kosmosesse. Kõik sai alguse toorest kaasaskantavast raadiovastuvõtjast, mida kasutati Nigeerias, Singapuris ja Californias asuvates USA sõjaväebaasides 1. aastal ameeriklaste esimese satelliidi Explorer 1958 telemeetria vastuvõtmiseks. Aeglaselt, kuid kindlalt arenes see alus tänapäeva arenenud sõnumsidesüsteemideks.
NASA planeetidevahelise võrgu direktoraadi strateegilise ja süsteemide prognoosimise osakonna juht Douglas Abraham toob esile kolm sõltumatult välja töötatud võrku sõnumite edastamiseks kosmoses. Maalähedane võrk töötab madalal Maa orbiidil olevate kosmoselaevadega. "See on antennide kogum, enamasti 9-12 meetrit. On paar suuremat, 15-18 meetrit," räägib Abraham. Seejärel on Maa geosünkroonse orbiidi kohal mitu jälgimis- ja andmeedastussatelliiti (TDRS). "Nad saavad vaadata madalal Maa orbiidil olevatele satelliitidele alla ja nendega suhelda ning seejärel edastada selle teabe TDRS-i kaudu maapinnale," selgitab Abraham. "Seda satelliidi andmeedastussüsteemi nimetatakse NASA kosmosevõrguks."
Kuid isegi TDRS-ist ei piisanud, et suhelda kosmoseaparaadiga, mis väljus Kuu orbiidist kaugele, teistele planeetidele. "Seega pidime looma võrgustiku, mis katab kogu päikesesüsteemi. Ja see on Deep Space Network [DSN], ütleb Abraham. Marsi võrk on laiendus .
Arvestades selle pikkust ja paigutust, on DSN loetletud süsteemidest kõige keerulisem. Põhimõtteliselt on see suurte antennide komplekt, läbimõõduga 34–70 m. Kõigil kolmel DSN-i saidil on mitu 34-meetrist antenni ja üks 70-meetrine antenn. Üks koht asub Goldstone'is (California), teine Madridi lähedal (Hispaania) ja kolmas Canberras (Austraalia). Need kohad asuvad üksteisest ligikaudu 120 kraadi kaugusel üle maakera ja pakuvad XNUMX-tunnist katvust kõigile väljaspool geosünkroonset orbiiti asuvatele kosmoselaevadele.
34-meetrised antennid on DSN-i põhivarustus ja neid on kahte tüüpi: vanad kõrge efektiivsusega antennid ja suhteliselt uued lainejuhtantennid. Erinevus seisneb selles, et juhtlaineantennil on viis täpset RF-peeglit, mis peegeldavad signaale mööda toru maa-alusesse juhtimisruumi, kus neid signaale analüüsiv elektroonika on paremini kaitstud kõigi häirete allikate eest. 34-meetrised antennid, mis töötavad üksikult või 2-3 plaadist koosnevate rühmadena, suudavad pakkuda enamikku NASA vajaminevast sidest. Kuid erijuhtudel, kui vahemaad muutuvad isegi mitme 34-meetrise antenni jaoks liiga pikaks, kasutab DSN-juhtimine 70-meetriseid koletisi.
"Neil on mitmes rakenduses oluline roll," ütleb Abraham suurte antennide kohta. Esimene on siis, kui kosmoselaev on Maast nii kaugel, et sellega on võimatu väiksemat taldrikut kasutades sidet luua. «Hea näide oleks New Horizonsi missioon, mis on juba Pluutost palju kaugemale lennanud, või kosmoselaev Voyager, mis asub väljaspool päikesesüsteemi. Ainult 70-meetrised antennid suudavad neist läbi tungida ja nende andmeid Maale edastada,” selgitab Abraham.
70-meetriseid nõusid kasutatakse ka siis, kui kosmoselaev ei saa võimendusantenni kasutada kas planeeritud kriitilise olukorra, näiteks orbiidi sisenemise tõttu, või siis, kui midagi läheb kohutavalt valesti. Näiteks 70-meetrist antenni kasutati Apollo 13 ohutuks Maale tagastamiseks. Ta võttis kasutusele ka Neil Armstrongi kuulsa joone "Üks väike samm inimesele, üks hiiglaslik samm inimkonnale". Ja isegi tänapäeval on DSN endiselt kõige arenenum ja tundlikum sidesüsteem maailmas. "Kuid paljudel põhjustel on see juba oma piirini jõudnud," hoiatab Abraham. – Raadiosagedustel töötavat tehnoloogiat pole praktiliselt kusagil parandada. Lihtsad lahendused hakkavad otsa saama."
Kolm maapealset jaama üksteisest 120 kraadi kaugusel
DSN-plaadid Canberras
DSN kompleks Madridis
DSN Goldstone'is
Reaktiivmootorite laboratooriumi juhtimisruum
Raadio ja mis saab pärast seda
See lugu pole uus. Süvakosmose side ajalugu seisneb pidevas võitluses sageduste suurendamise ja lainepikkuste lühendamise nimel. Explorer 1 kasutas 108 MHz sagedusi. NASA tutvustas seejärel suuremaid, parema võimendusega antenne, mis toetasid sagedusi L-ribas, 1–2 GHz. Siis oli kord S-riba, sagedustega 2–4 GHz, ja siis lülitus agentuur X-ribale, sagedustega 7-11,2 GHz.
Täna on kosmosesidesüsteemides taas toimumas muutused – need liiguvad nüüd 26-40 GHz vahemikku, Ka-riba. "Selle suundumuse põhjuseks on see, et mida lühemad on lainepikkused ja kõrgemad sagedused, seda kiiremad on andmeedastuskiirused," ütleb Abraham.
Optimismiks on põhjust, arvestades, et NASA side on ajalooliselt olnud üsna kiire. Jet Propulsion Laboratory 2014. aasta uurimistöö pakub võrdluseks järgmised läbilaskevõime andmed: Kui kasutaksime Explorer 1 sidetehnoloogiaid tüüpilise iPhone'i foto edastamiseks Jupiterist Maale, kuluks selleks 460 korda kauem aega kui praegusel vanusel Universumil. 2. aastate Pioneers 4 ja 1960 puhul oleks kulunud 633 000 aastat. Mariner 9 aastast 1971 oleks sellega hakkama saanud 55 tunniga. Täna võtab MRS kolm minutit.
Ainus probleem on muidugi see, et kosmoselaevade poolt vastuvõetavate andmete hulk kasvab sama kiiresti, kui mitte kiiremini kui selle edastusvõime kasv. 40 tegevusaasta jooksul tootsid Voyagers 1 ja 2 5 TB teavet. NISAR Earth Science satelliit, mis on kavandatud orbiidile 2020. aastal, toodab 85 TB andmeid kuus. Ja kui Maa satelliidid on selleks üsna võimelised, on sellise andmemahu ülekandmine planeetide vahel täiesti erinev lugu. Isegi suhteliselt kiire MRS edastab Maale 85 TB andmeid 20 aasta jooksul.
"2020. aastate lõpus ja 2030. aastate alguses on Marsi uurimise eeldatav andmeedastuskiirus 150 Mbps või rohkem, nii et teeme matemaatika," ütleb Abraham. – Kui meist Marsi maksimaalsel kaugusel asuv MRS-klassi kosmoselaev suudab Maa 1-meetrisele antennile saata ligikaudu 70 Mbit/s, siis 150 Mbit/s kiirusega side korraldamiseks 150 70-meetrise massiiviga. antenne on vaja. Jah, loomulikult võime välja mõelda nutikaid viise, kuidas seda absurdset summat veidi vähendada, kuid probleem on ilmselgelt olemas: planeetidevahelise side korraldamine kiirusega 150 Mbps on äärmiselt keeruline. Lisaks on meil lubatud sagedused otsa saamas.»
Nagu Abraham demonstreerib, hõivab S- või X-ribas töötades üks 25 Mbps missioon kogu saadaoleva spektri. Ka-ribas on ruumi rohkem, kuid kogu spektri hõivavad vaid kaks Marsi satelliiti, mille läbilaskevõime on 150 Mbit/s. Lihtsamalt öeldes on planeetidevahelise Interneti tööks vaja enamat kui lihtsalt raadioid – see tugineb laseritele.
Optilise side tekkimine
Laserid kõlavad futuristlikult, kuid optilise side idee pärineb patendist, mille Alexander Graham Bell esitas 1880. aastatel. Bell töötas välja süsteemi, milles väga kitsale kiirele fokuseeritud päikesevalgus suunati peegeldavale diafragmale, mida helid vibreerisid. Vibratsioonid põhjustasid muutusi valguses, mis läbib objektiivi töötlemata fotodetektorisse. Muutused fotodetektori takistuses muutsid telefoni läbivat voolu.
Süsteem oli ebastabiilne, helitugevus väga madal ja Bell loobus lõpuks sellest ideest. Kuid peaaegu 100 aastat hiljem on NASA insenerid laserite ja fiiberoptikaga relvastatud naasnud selle vana kontseptsiooni juurde.
"Me teadsime raadiosagedussüsteemide piiranguid, nii et 1970ndate lõpus ja 1980ndate alguses hakkasime JPL-is arutama võimalust edastada sõnumeid süvakosmosest kosmoselaserite abil," ütles Abraham. Et paremini mõista, mis on süvakosmose optilises sides võimalik ja mis mitte, käivitas labor 1980. aastate lõpus neli aastat kestnud Deep Space Relay Satellite System (DSRSS) uuringu. Uuring pidi vastama kriitilistele küsimustele: kuidas on lood ilma- ja nähtavusprobleemidega (raadiolained võivad ju pilvedest kergesti läbi minna, laserid aga mitte)? Mis siis, kui Päikese-Maa-sondi nurk muutub liiga teravaks? Kas Maal asuv detektor suudab eristada nõrka optilist signaali päikesevalgusest? Ja lõpuks, kui palju see kõik maksma läheb ja kas see on seda väärt? "Otsime endiselt neile küsimustele vastuseid," tunnistab Abraham. "Kuid vastused toetavad üha enam optilise andmeedastuse võimalust."
DSRSS soovitas, et Maa atmosfääri kohal asuv punkt sobiks kõige paremini optilise ja raadioside jaoks. Väideti, et orbitaaljaamale paigaldatud optiline sidesüsteem toimib paremini kui mis tahes maapealne arhitektuur, sealhulgas ikoonilised 70-meetrised antennid. Madala maa orbiidil oli kavas paigutada 10-meetrine taldrik ja seejärel tõsta see geosünkroonseks. Sellise süsteemi – mis koosnes aluse satelliidist, kanderaketist ja viiest kasutajaterminalist – hind oli aga kallis. Veelgi enam, uuring ei sisaldanud isegi vajaliku abisüsteemi maksumust, mis satelliidi rikke korral tööle hakkaks.
Selle süsteemi jaoks hakkas labor uurima maapealset arhitektuuri, mida on kirjeldatud labori maapealse täiustatud tehnoloogia uuringu (GBATS) aruandes, mis viidi läbi umbes samal ajal kui DRSS. GBATS-i kallal töötavad inimesed esitasid kaks alternatiivset ettepanekut. Esimene on kuue 10-meetriste antennide ja meetripikkuste varuantennidega jaama paigaldamine, mis paiknevad kogu ekvaatori ulatuses üksteisest 60 kraadi kaugusel. Jaamad tuli ehitada mäetippudele, kus ilm oli selge vähemalt 66% aastas päevadest. Seega on igale kosmoselaevale alati nähtavad 2-3 jaama ja neil on erinev ilm. Teine võimalus on üheksa jaama, mis on koondatud kolmeliikmelistesse rühmadesse ja asuvad üksteisest 120 kraadi kaugusel. Iga grupi jaamad oleksid pidanud asuma üksteisest 200 km kaugusel, nii et need oleksid otsenähtavuses, kuid erinevates ilmakambrites.
Mõlemad GBATS-i arhitektuurid olid odavamad kui ruumipõhine lähenemine, kuid neil oli ka probleeme. Esiteks, kuna signaalid pidid liikuma läbi Maa atmosfääri, oleks päevane vastuvõtt valgustatud taeva tõttu palju halvem kui öine. Vaatamata nutikale paigutusele sõltuvad optilised maapealsed jaamad ilmast. Maapealsele jaamale laseriga suunav kosmoseaparaat peab lõpuks kohanema kehvade ilmastikutingimustega ja taastama side mõne teise jaamaga, mida pilved ei varja.
Kuid hoolimata probleemidest panid DSRSS-i ja GBATS-i projektid teoreetilise aluse süvakosmose side optilistele süsteemidele ja NASA inseneride kaasaegsetele arengutele. Jäi vaid selline süsteem üles ehitada ja selle toimivust demonstreerida. Õnneks oli see vaid mõne kuu kaugusel.
Projekti elluviimine
Selleks ajaks oli optiline andmeedastus ruumis juba toimunud. Esimene katse viidi läbi 1992. aastal, kui Galileo sond suundus Jupiteri poole ja pööras oma kõrge eraldusvõimega kaamera Maa poole, et edukalt vastu võtta laserimpulsside komplekt, mis saadeti Table Mountaini observatooriumi 60-sentimeetrisest teleskoobist ja 1,5 m kõrguselt. USAF Starfire optilise teleskoobi vahemik New Mexicos. Praegu asus Galileo Maast 1,4 miljoni km kaugusel, kuid mõlemad laserkiired tabasid selle kaamerat.
Jaapani ja Euroopa kosmoseagentuurid on samuti suutnud luua optilist sidet maapealsete jaamade ja Maa orbiidil olevate satelliitide vahel. Seejärel suutsid nad luua kahe satelliidi vahel 50 Mbps ühenduse. Mitu aastat tagasi lõi Saksa meeskond Maa orbiidil oleva NFIRE satelliidi ja Hispaanias Tenerifel asuva maapealse jaama vahel 5,6 Gbps koherentse optilise kahesuunalise ühenduse. Kuid kõik need juhtumid olid seotud madala maakera orbiidiga.
Kõige esimene optiline lüli, mis ühendab maapealset jaama ja Päikesesüsteemi teise planeedi lähedal orbiidil olevat kosmoselaeva, loodi 2013. aasta jaanuaris. 152 x 200 piksline mustvalge Mona Lisa kujutis edastati NASA Goddardi kosmoselennukeskuse järgmise põlvkonna satelliit-laser-raadiojaamast Lunar Reconnaissance Orbiterile (LRO) kiirusega 300 bps. Suhtlemine oli ühesuunaline. LRO saatis Maalt saadud pildi tavalise raadioside kaudu tagasi. Pilt vajas veidi tarkvaralist veaparandust, kuid ka ilma selle kodeeringuta oli seda lihtne ära tunda. Ja sel ajal oli juba plaanitud võimsama süsteemi Kuule saatmine.
2013. aasta projektist Lunar Reconnaissance Orbiter: Maa atmosfääri tekitatud edastusvigade (vasakul) teabe eemaldamiseks kasutasid Goddardi kosmoselennukeskuse teadlased Reed-Solomoni veaparandust (paremal), mida kasutatakse laialdaselt CD-del ja DVD-del. Levinud vead on puuduvad pikslid (valged) ja valed signaalid (mustad). Valge triip näitab lühikest edastuspausi.
«(LADEE) sisenes Kuu orbiidile 6. oktoobril 2013 ja vaid nädal hiljem käivitas oma impulsslaseri andmete edastamiseks. NASA püüdis seekord korraldada kahesuunalist sidet kiirusega 20 Mbit/s teises suunas ja rekordkiirusega 622 Mbit/s teises suunas. Ainus probleem oli missiooni lühike eluiga. LRO optiline side töötas korraga vaid mõne minuti. LADEE vahetas laseriga andmeid 16 tundi 30 päeva jooksul. Olukord peaks muutuma Laser Communications Demonstration (LCRD) satelliidi käivitamisega, mis on kavandatud 2019. aasta juuniks. Selle missiooniks on näidata, kuidas tulevased kosmosesidesüsteemid töötavad.
LCRD töötatakse välja NASA Jet Propulsion Laboratory koostöös MIT Lincolni laboriga. Sellel on kaks optilist terminali: üks side jaoks madalal Maa orbiidil ja teine süvakosmose jaoks. Esimene peab kasutama diferentsiaalset faasinihke võtmeid (DPSK). Saatja saadab laserimpulsse sagedusega 2,88 GHz. Seda tehnoloogiat kasutades kodeeritakse iga bitt järjestikuste impulsside faaside erinevusega. See suudab töötada kiirusega 2,88 Gbps, kuid see nõuab palju energiat. Detektorid suudavad tuvastada ainult suure energiaga signaalide impulsside erinevusi, seega sobib DPSK suurepäraselt maalähedaseks sideks, kuid see pole parim meetod süvakosmose jaoks, kus energia salvestamine on problemaatiline. Marsilt saadetud signaal kaotab Maale jõudes energiat, nii et LCRD kasutab süvakosmosega optilise side demonstreerimiseks tõhusamat tehnoloogiat, mida nimetatakse impulsi faasimodulatsiooniks.
NASA insenerid valmistavad LADEE testimiseks ette
2017. aastal katsetasid insenerid lennumodemeid termovaakumkambris
"See on sisuliselt footonite loendamine," selgitab Abraham. – Suhtlemiseks eraldatud lühike periood on jagatud mitmeks ajavahemikuks. Andmete saamiseks peate lihtsalt kontrollima, kas footonid põrkasid iga intervalliga detektoriga kokku. Nii on andmed FIM-is kodeeritud. See on nagu morsekood, kuid ülikiire kiirusega. Teatud hetkel kas sähvatus on või mitte ning teade on kodeeritud välkude jadaga. "Kuigi see on palju aeglasem kui DPSK, suudame siiski pakkuda kümneid või sadu Mbps optilist sidet nii kaugelt kui Marsilt," lisab Abraham.
Loomulikult ei ole LCRD projekt ainult need kaks terminali. See peaks toimima ka kosmoses Interneti-jaoturina. Kohapeal töötab LCRD-ga kolm jaama: üks White Sandsis New Mexicos, üks Californias Table Mountainis ja üks Hawaii saarel või Mauil. Idee on katsetada ühelt maapealselt jaamalt teisele ümberlülitamist, kui ühes jaamas on halb ilm. Missioon testib ka LCRD toimimist andmeedastajana. Ühe jaama optiline signaal saadetakse satelliidile ja edastatakse seejärel teise jaama – seda kõike optilise lingi kaudu.
Kui andmeid ei saa kohe üle kanda, salvestab LCRD need ja edastab võimaluse korral. Kui andmed on kiireloomulised või pardal olevas salvestusruumis pole piisavalt ruumi, saadab LCRD need kohe läbi oma Ka-riba antenni. Seega on tulevaste saatjasatelliitide eelkäija LCRD hübriidraadio-optiline süsteem. Just sellise üksuse peab NASA Marsi ümber orbiidile paigutama, et luua planeetidevaheline võrgustik, mis toetab inimeste süvakosmose uurimist 2030. aastatel.
Marsi toomine võrku
Viimase aasta jooksul on Abrahami meeskond kirjutanud kaks süvakosmosekommunikatsiooni tulevikku kirjeldavat dokumenti, mida esitletakse SpaceOpsi konverentsil Prantsusmaal 2019. aasta mais. Üks kirjeldab süvakosmose kommunikatsiooni üldiselt, teine (“") pakub üksikasjalikku kirjeldust infrastruktuurist, mis suudab Punasel planeedil astronautidele Interneti-laadset teenust pakkuda.
Tipp-keskmise andmeedastuskiiruse hinnangud olid allalaadimisel umbes 215 Mbit/s ja üleslaadimisel 28 Mbit/s. Marsi Internet koosneb kolmest võrgust: pinna uurimisala katvast WiFi-võrgust, planeedivõrgust, mis edastab andmeid pinnalt Maale, ja Maa võrgust, süvakosmose sidevõrgust, mille kolm kohta vastutavad nende andmete vastuvõtmise ja vastuste saatmise eest. Marss.
“Sellise taristu arendamisel on probleeme palju. See peab olema usaldusväärne ja stabiilne isegi maksimaalsel kaugusel Marsist 2,67 AU. Päikese kõrgema konjunktsiooni perioodidel, kui Marss peidab end Päikese taha,” ütleb Abraham. Selline konjunktuur esineb iga kahe aasta tagant ja katkestab täielikult side Marsiga. "Täna ei saa me sellega hakkama. Kõik Marsil olevad maandumis- ja orbitaaljaamad kaotavad lihtsalt umbes kaheks nädalaks kontakti Maaga. Optilise side puhul on päikeseenergia ühenduvuse tõttu sidekaod veelgi pikemad, 10–15 nädalat. Robotite jaoks pole sellised vahed eriti hirmutavad. Selline eraldatus ei tekita neile probleeme, sest neil ei hakka igav, nad ei koge üksindust ning neil pole vaja lähedasi näha. Kuid inimeste jaoks on see täiesti erinev.
"Seetõttu lubame teoreetiliselt kasutusele võtta kaks orbitaalsaatjat, mis on paigutatud 17300 1500 km kõrgusele Marsi pinnast ümmarguse ekvatoriaalse orbiidile," jätkab Abraham. Uuringu kohaselt peaksid need kaaluma 20 kg ja neil peaks olema X-ribas, Ka-ribas ja optilises vahemikus töötav terminalide komplekt ning nende toiteallikaks on 30-XNUMX kW võimsusega päikesepaneelid. Need peavad toetama Delay Tolerant Network Protocol -põhimõtteliselt TCP/IP-d, mis on loodud planeetidevahelistes võrkudes paratamatult esinevate pikkade viivituste käsitlemiseks. Võrgustikus osalevad orbitaaljaamad peavad suutma suhelda nii planeedi pinnal olevate astronautide ja sõidukitega, maapealsete jaamadega kui ka omavahel.
"See ristsidustamine on väga oluline, kuna see vähendab 250 Mbps andmete edastamiseks vajalike antennide arvu," ütleb Abraham. Tema meeskonna hinnangul oleks ühelt orbitaalsaatjalt 250 Mbps andmete vastuvõtmiseks vaja kuut 34-meetrist antenni. See tähendab, et NASA peab ehitama süvakosmose sidekohtadesse kolm täiendavat antenni, kuid nende ehitamine võtab aastaid ja on äärmiselt kulukas. "Kuid me arvame, et kaks orbitaaljaama võiksid andmeid jagada ja saata samaaegselt kiirusega 125 Mbps, kusjuures üks saatja saadab poole andmepaketist ja teine saadab teise," ütleb Abraham. Ka tänapäeval suudavad 34-meetrised sügavkosmose sideantennid samaaegselt vastu võtta andmeid korraga neljalt erinevalt kosmoselaevalt, mistõttu on ülesande täitmiseks vaja kolme antenni. "Kahe 125 Mbps edastuse vastuvõtmine samast taevapiirkonnast nõuab sama arvu antenne kui ühe ülekande vastuvõtmiseks," selgitab Abraham. "Rohkem antenne on vaja ainult siis, kui peate suhtlema suurema kiirusega."
Päikeseühenduse probleemi lahendamiseks tegi Abrahami töörühm ettepaneku saata saatjasatelliit Päikese-Marsi/Päikese-Maa orbiidi L4/L5 punktidesse. Seejärel saaks seda sideperioodide ajal kasutada Päikese ümber andmete edastamiseks, selle asemel, et selle kaudu signaale saata. Kahjuks langeb kiirus sel perioodil 100 Kbps-ni. Lihtsamalt öeldes see töötab, kuid see on nõme.
Vahepeal peavad tulevased astronaudid Marsil ootama veidi üle kolme minuti, et saada kassipojast foto, arvestamata viivitusi, mis võivad ulatuda kuni 40 minutini. Õnneks enne, kui inimkonna ambitsioonid meid Punasest planeedist veelgi kaugemale viivad, töötab planeetidevaheline internet enamiku ajast juba hästi.
Allikas: www.habr.com