«Ia ez dago hobetzerik irrati-maiztasunen teknologian. Irtenbide sinpleak amaitzen dira"
26ko azaroaren 2018an, Moskuko 22:53an, NASAk berriro egin zuen - InSight zunda arrakastaz lurreratu zen Marteren gainazalean atmosferan, jaitsieran eta lurreratzeko maniobrak sartu ondoren, gero "sei minutu eta erdiko beldurrezko" gisa bataiatu zuten. ”. Deskribapen egokia, NASAko ingeniariek ezin izan baitute berehala jakin espazio-zunda planetaren gainazalean lurreratu ote zen, gutxi gorabehera 8,1 minutuko komunikazio-atzerapenaren ondorioz, Lurraren eta Marteren artean. Leiho honetan, InSight-ek ezin izan zuen bere antena moderno eta indartsuagoetan fidatu - dena antzinako UHF komunikazioen mende zegoen (telebista eta walkie-talkieetatik Bluetooth gailuetaraino erabilitako metodoa aspalditik).
Ondorioz, InSight-en egoerari buruzko datu kritikoak 401,586 MHz-ko maiztasuneko irrati-uhinetan transmititu ziren bi sateliteetara -, WALL-E eta EVE, gero 8 Kbps-ko datuak helarazi zizkieten Lurrean kokatutako 70 metroko antenetara. Cubesatsak InSight-en suziri berean jaurti zituzten, eta Martera bidaian lagundu zuten lurreratzea behatzeko eta berehala etxera itzultzeko datuak igortzeko. Marteko beste orbitatzaile batzuk, adibidez. (MRS), posizio deserosoan zeuden eta hasiera batean ezin izan zuten mezurik trukatu lurreratzeko denbora errealean. Ez esan nahi lurreratzea osoa maleta baten tamainako bi CubeSat esperimentalen menpe zegoenik, baina MRSak InSight-etik datuak itxaronaldi luzeago baten ondoren soilik transmititu ahal izango zituen.
InSight lurreratzeak NASAren komunikazio-arkitektura osoa probatu zuen, Mars Network. InSight lurreratzeko sateliteei orbitatzen ari direnei transmititutako seinalea Lurrera iritsiko zen hala ere, sateliteek huts egin bazuten ere. WALL-E eta EVEk informazioa berehala transmititu behar zuten, eta egin zuten. CubeSats hauek arrazoiren bategatik funtzionatu ez bazuten, MRS prest zegoen euren papera betetzeko. Bakoitzak nodo gisa funtzionatzen zuen Internet moduko sare batean, datu-paketeak ekipo ezberdinez osatutako terminal ezberdinetatik bideratzen zituen. Gaur egun, horien artean eraginkorrena MRS da, datuak 6 Mbit/s-ko abiaduran transmititzeko gai dena (eta hau da planeta arteko misioen egungo errekorra). Baina NASAk askoz abiadura motelagoan funtzionatu behar izan du iraganean, eta datu-transferentzia askoz azkarrago beharko du etorkizunean.
Zure Interneteko zerbitzu hornitzaileak bezala, NASAk Interneteko erabiltzaileei baimentzen die espazio-ontziekin komunikazioa denbora errealean.
Espazio sakoneko komunikazio sarea
NASAren presentzia espazioan areagotu ahala, komunikazio-sistema hobetuak etengabe sortu ziren gero eta espazio gehiago estaltzeko: lehenengo Lurraren orbitan, gero orbita geosinkronoan eta Ilargian, eta laster komunikazioak espaziora sakondu ziren. Explorer 1-en telemetria jasotzeko erabiltzen zen irrati-hargailu eramangarri gordin batekin hasi zen guztia, amerikarrek 1958an arrakastaz jaurti zuten lehen satelitea, AEBetako Nigeria, Singapur eta Kaliforniako base militarretan. Poliki-poliki baina seguru, oinarri hori gaur egungo mezularitza sistema aurreratuetara eboluzionatu zen.
Douglas Abrahamek, NASAren Planearteko Sarearen Zuzendaritzako Estrategiko eta Sistemen Aurreikuspen Dibisioko buruak, espazioan mezuak transmititzeko modu independentean garatu diren hiru sare nabarmentzen ditu. Near Earth Sarea Lurraren orbita baxuan dauden espazio-ontziekin funtzionatzen du. "Antena bilduma bat da, gehienbat 9 eta 12 metrokoa. Badaude batzuk handiagoak, 15 eta 18 metrokoak", dio Abrahamek. Ondoren, Lurraren orbita geosinkronoaren gainean, hainbat jarraipen eta datu-errele satelite (TDRS) daude. "Lurreko orbita baxuko sateliteei begira diezaiekete eta haiekin komunikatu, eta gero informazio hori TDRS bidez lurrera helarazi", azaldu du Abrahamek. "Satelite bidezko datuen transmisio sistema honi NASA Space Network deitzen zaio".
Baina TDRS ere ez zen nahikoa izan Ilargiaren orbitatik urrunago joan zen espazio-ontziarekin beste planeta batzuetara komunikatzeko. «Beraz, eguzki-sistema osoa hartzen duen sare bat sortu behar izan dugu. Eta hau Deep Space Network [DSN] da, dio Abrahamek. Marteko sarea luzapen bat da .
Bere luzera eta diseinua ikusita, DSN da zerrendatutako sistemen artean konplexuena. Funtsean, antena handien multzoa da, 34 eta 70 m arteko diametroa. DSN hiru guneetako bakoitzak 34 metroko hainbat antena eta 70 metroko antena bat erabiltzen ditu. Gune bat Goldstonen (Kalifornia) dago, beste bat Madrildik gertu (Espainia), eta hirugarrena Kanberran (Australia). Gune hauek gutxi gorabehera 120 gradutara daude mundu osoan zehar, eta orbita geosinkronotik kanpoko espazio-ontzi guztiei XNUMX orduko estaldura ematen diete.
34 metroko antenak dira DSNren ekipamendu nagusiak, eta bi mota daude: eraginkortasun handiko antena zaharrak eta uhin-gida antena nahiko berriak. Aldea da gida-uhin-antena batek RF doitasuneko bost ispilu dituela, hodi batetik behera seinaleak islatzen dituzten lurpeko kontrol-gela batera, non seinale horiek aztertzen dituen elektronika interferentzia-iturri guztietatik hobeto babestuta dagoen. 34 metroko antena, banaka edo 2-3 plater taldetan funtzionatzen dutenak, NASAk behar dituen komunikazio gehienak eskain ditzakete. Baina 34 metroko antena anitzetarako distantziak luzeegi bihurtzen diren kasu berezietarako, DSN kontrolak 70 metroko munstroak erabiltzen ditu.
"Hainbat aplikaziotan paper garrantzitsua betetzen dute", dio Abrahamek antena handiei buruz. Lehenengoa, espazio-ontzia Lurretik hain urrun dagoenean, ezinezkoa izango da berarekin komunikazioa ezartzea plater txikiago bat erabiliz. «Adibide onak izango lirateke New Horizons misioa, jada Pluton baino askoz urrunago hegan egin duena, edo Voyager espazio-ontzia, eguzki-sistematik kanpo dagoena. 70 metroko antenek bakarrik sartu ditzakete eta haien datuak Lurrera helarazi», azaldu du Abrahamek.
70 metroko platerak ere erabiltzen dira espazio-ontziak ezin duenean antena indartzailea funtzionatu, planifikatutako egoera kritiko batengatik, hala nola orbitan sartzea, edo zerbait izugarri gaizki doalako. 70 metroko antena, adibidez, Apollo 13 Lurrera segurtasunez itzultzeko erabili zen. Neil Armstrongen ildo ospetsua ere hartu zuen, "Pauso txiki bat gizon batentzat, urrats erraldoi bat gizadiarentzat". Eta gaur egun ere, DSNk munduko komunikazio sistemarik aurreratuena eta sentikorrena izaten jarraitzen du. "Baina arrazoi askorengatik dagoeneko bere mugara iritsi da", ohartarazi du Abrahamek. – Ia ez dago irrati-maiztasunetan funtzionatzen duen teknologia hobetzeko inon. Irtenbide errazak agortzen ari dira».
Lurreko hiru geltoki 120 gradutara
DSN plakak Canberran
DSN konplexua Madrilen
DSN Goldstonen
Jet Propulsion Laborategiko kontrol-gela
Irratia eta zer gertatuko den ondoren
Istorio hau ez da berria. Espazio sakoneko komunikazioen historia maiztasunak handitzeko eta uhin-luzerak laburtzeko etengabeko borrokan datza. Explorer 1ek 108 MHz-ko maiztasunak erabili zituen. Orduan, NASAk antena handiagoak eta irabazi hobeak sartu zituen, L bandako maiztasunak onartzen zituztenak, 1 eta 2 GHz. Ondoren, S bandaren txanda izan zen, 2 eta 4 GHz arteko maiztasunekin, eta gero agentzia X bandara pasatu zen, 7-11,2 GHz arteko maiztasunekin.
Gaur egun, espazioko komunikazio-sistemak aldaketak jasaten ari dira berriro; orain 26-40 GHz-ra, Ka bandara, mugitzen ari dira. "Joera honen arrazoia da zenbat eta uhin-luzera txikiagoak izan eta zenbat eta maiztasun handiagoak izan, orduan eta azkarrago lor daitezkeela datu-transferentzia tasak", dio Abrahamek.
Baikortasunerako arrazoiak daude, izan ere, historikoki NASAren komunikazioen erritmoa nahiko azkarra izan da. Jet Propulsion Laboratory-ko 2014ko ikerketa-artikulu batek konparaziorako errendimendu-datu hauek eskaintzen ditu: Explorer 1-en komunikazio-teknologiak erabiliko bagenitu Jupiterretik Lurrera iPhoneko argazki tipiko bat transmititzeko, egungo Unibertsoa baino 460 aldiz gehiago beharko litzateke. 2ko hamarkadako Pioneers 4 eta 1960entzat, 633 urte beharko zituen. 000ko Mariner 9k 1971 ordutan egingo zuen. Gaur MRS hiru minutu beharko ditu.
Arazo bakarra, jakina, da espazio-ontziek jasotzen duten datu-kopurua bere transmisio-gaitasunen hazkundea bezain azkar hazten ari dela, ez bada azkarrago. 40 urteko funtzionamenduan zehar, Voyagers 1 eta 2-ek 5 TB-ko informazioa sortu zuten. NISAR Earth Science sateliteak, 2020an abian jartzeko aurreikusitakoa, 85 TB datu ekoitziko ditu hilean. Eta Lurraren sateliteak nahiko gai badira, planetaren artean datu bolumen hori transferitzea guztiz bestelakoa da. Nahiz eta MRS nahiko azkar batek 85 TB datu transmitituko dizkio Lurrera 20 urtez.
"2020ko hamarkadaren amaieran eta 2030eko hamarkadaren hasieran Marte esploratzeko espero diren datu-tasa 150 Mbps edo handiagoa izango da, beraz, egin ditzagun kontuak", dio Abrahamek. – Gutik Marterako distantzia maximoan dagoen MRS klaseko espazio-ontzi batek gutxi gorabehera 1 Mbit/s bidal dezake Lurrean 70 metroko antena batera, orduan komunikazioa 150 Mbit/s-ko abiaduran antolatzeko 150 70 metroko array bat. antenak beharko dira. Bai, noski, kopuru absurdu hori apur bat murrizteko modu burutsuak aurki ditzakegu, baina arazoa badela jakina: planetarteko komunikazioak 150 Mbps-ko abiaduran antolatzea oso zaila da. Gainera, baimendutako maiztasunik gabe geratzen ari gara».
Abrahamek frogatzen duenez, S-bandan edo X-bandan jarduten du, 25 Mbps-ko misio bakar batek erabilgarri dagoen espektro osoa hartuko du. Ka-bandan leku gehiago dago, baina 150 Mbit/s-ko abiadura duten Marteko bi satelitek soilik hartuko dute espektro osoa. Besterik gabe, internet interplanetarioak irratiak baino gehiago beharko ditu funtzionatzeko, laserretan oinarrituko da.
Komunikazio optikoen agerpena
Laserrek futurista dirudi, baina komunikazio optikoen ideia Alexander Graham Bell-ek 1880ko hamarkadan aurkeztutako patente batean aurki daiteke. Bell-ek sistema bat garatu zuen, non eguzki-argia, oso izpi estu batera bideratua, soinuen bidez bibratzen zen diafragma islatzaile batera zuzentzen zen. Bibrazioek lentetik pasatzen den argiaren aldaerak eragin zituzten fotodetektagailu gordinean. Fotodetektagailuaren erresistentzia aldaketek telefonotik igarotzen den korrontea aldatu zuten.
Sistema ezegonkorra zen, bolumena oso baxua zen eta Bell-ek azkenean bertan behera utzi zuen ideia. Baina ia 100 urte geroago, laser eta zuntz optikoz armatuta, NASAko ingeniariak kontzeptu zahar honetara itzuli dira.
"Irradio-maiztasun sistemen mugak ezagutzen genituen, beraz, JPLn 1970eko hamarkadaren amaieran, 1980ko hamarkadaren hasieran, espazio sakoneko mezuak espazioko laserrak erabiliz transmititzeko aukera eztabaidatzen hasi ginen", esan zuen Abrahamek. Espazio sakoneko komunikazio optikoetan zer den eta zer ez den posible hobeto ulertzeko, laborategiak lau urteko Deep Space Relay Satellite System (DSRSS) ikerketa bat jarri zuen abian 1980ko hamarkadaren amaieran. Azterketak galdera kritikoak erantzun behar zituen: zer gertatzen da eguraldiaren eta ikusgarritasunaren arazoekin (azken finean, irrati-uhinak hodeietatik erraz pasa daitezke, laserrak, berriz, ezin)? Zer gertatzen da Eguzki-Lurra-zunda angelua zorrotzegia bihurtzen bada? Lurrean detektagailu batek bereiz al dezake seinale optiko ahula eguzki-argia? Eta azkenik, zenbat balioko du honek guztiak eta balioko du? "Oraindik galdera hauen erantzunen bila gabiltza", aitortu du Abrahamek. "Hala ere, erantzunek gero eta gehiago onartzen dute datu optikoen transmisiorako aukera".
DSRSS-k iradoki zuen Lurraren atmosferaren gainetik kokatutako puntu bat egokiena izango zela komunikazio optiko eta irrati-komunikazioetarako. Estazio orbitalean instalatutako komunikazio optikoko sistemak lurreko edozein arkitekturak baino hobeto funtzionatuko zuela adierazi zen, 70 metroko antena ikonikoak barne. Lurraren orbitan, 10 metroko plater bat zabaltzea aurreikusi zen, eta gero geosinkronora igotzea. Hala ere, sistema horren kostua —antennadun satelite bat, jaurtigailu bat eta bost erabiltzaile-terminalez osatua— debekua zen. Gainera, ikerketan ez zen jaso satelite hutsegite bat gertatuz gero martxan jarriko zen beharrezko sistema osagarriaren kostua ere.
Sistema honetarako, Laborategia DRSSren garai berean egindako Laborategiko Ground Based Advanced Technology Study (GBATS) txostenean deskribatutako lurreko arkitektura aztertzen hasi zen. GBATSen lanean ari direnek bi proposamen alternatibo egin zituzten. Lehenengoa 10 metroko antena eta metro luzerako ordezko antena dituzten sei estazio instalatzea da, ekuatore osoan 60 gradutara kokatuta. Geltokiak mendi tontorretan eraiki behar ziren, eta bertan eguraldia garbi zegoen urteko egunen %66an gutxienez. Horrela, 2-3 estazio beti egongo dira ikusgai edozein espazio-ontzirentzat, eta eguraldi ezberdina izango dute. Bigarren aukera bederatzi geltoki dira, hiruko taldetan bilduta eta elkarrengandik 120 gradutara kokatuta. Talde bakoitzaren barruan dauden geltokiak elkarrengandik 200 km-ra kokatu behar ziren, ikusgarritasun zuzena izan zezaten, baina eguraldi zelula ezberdinetan.
Bi GBATS arkitekturak espazioaren ikuspegia baino merkeagoak ziren, baina arazoak ere izan zituzten. Lehenik eta behin, seinaleek Lurraren atmosferan zehar bidaiatu behar zutenez, eguneko harrera gaueko harrera baino askoz okerragoa izango litzateke argiztatutako zerua dela eta. Antolaketa burutsua izan arren, lurreko estazio optikoak eguraldiaren menpe egongo dira. Lurreko estazio batera laser bat seinalatzen duen espazio-ontzi batek eguraldi-baldintza txarrera egokitu beharko du azkenean eta hodeiek ezkutatzen ez duten beste estazio batekin komunikazioak berrezarri beharko ditu.
Hala ere, arazoak gorabehera, DSRSS eta GBATS proiektuek espazio sakoneko komunikazioetarako sistema optikoen eta NASAko ingeniarien garapen modernoen oinarri teorikoak ezarri zituzten. Halako sistema bat eraikitzea eta bere errendimendua erakustea besterik ez zen geratzen. Zorionez, hilabete batzuk besterik ez ziren falta.
Proiektua gauzatzea
Ordurako, espazioan datu optikoen transmisioa jada gauzatu zen. Lehen esperimentua 1992an egin zen, Galileo zunda Jupiterrantz zihoanean eta bere bereizmen handiko kamera Lurrera biratu zuen Table Mountain Behatokiko 60 cm-ko teleskopiotik eta 1,5 m-tik bidalitako laser pultsu multzo bat arrakastaz jasotzeko. USAF Starfire Optical Telescope Range Mexiko Berrian. Une honetan, Galileo Lurretik 1,4 milioi km-ra zegoen, baina bi laser izpiek bere kamera jo zuten.
Japoniako eta Europako Espazio Agentziak lurreko estazioen eta Lurraren orbitan dauden sateliteen arteko komunikazio optikoak ezarri ahal izan dituzte. Orduan, bi sateliteen artean 50 Mbps konexioa ezarri ahal izan zuten. Duela urte batzuk, Alemaniako talde batek 5,6 Gbps-ko lotura optiko bidirekzio koherente bat ezarri zuen Lurraren orbitan dagoen NFIRE satelitearen eta Tenerifeko (Espainia) lurreko estazio baten artean. Baina kasu hauek guztiak Lurraren orbita baxuarekin lotuta zeuden.
2013ko urtarrilean ezarri zen lurreko estazio bat eta orbitan dagoen espazio-ontzi bat eguzki-sistemako beste planetatik gertu lotzen dituen lehen lotura optikoa. Mona Lisaren zuri-beltzeko 152 x 200 pixeleko irudia NASA Goddard Space Flight Centerreko Next Generation Satellite Laser Ranging Stationetik Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 300 bps-ra igorri zen. Komunikazioa norabide bakarrekoa zen. LRO-k Lurretik jaso zuen irudia irrati-komunikazio arrunten bidez bidali zuen. Irudiak software akatsen zuzenketa apur bat behar zuen, baina kodeketa hori gabe ere erraza zen antzematea. Eta garai hartan, sistema indartsuago bat Ilargira abiaraztea aurreikusita zegoen jada.
2013ko Lunar Reconnaissance Orbiter proiektutik: Lurreko atmosferak (ezkerrean) sartutako transmisio-akatsen informazioa garbitzeko, Goddard Space Flight Center-eko zientzialariek Reed-Solomon akatsen zuzenketa (eskuinean) erabili zuten CD eta DVDetan asko erabiltzen dena. Ohiko erroreen artean pixel falta (zuriak) eta seinale faltsuak (beltzak) daude. Marra zuri batek transmisioan eten labur bat adierazten du.
«(LADEE) 6ko urriaren 2013an sartu zen ilargiaren orbitan, eta astebete beranduago bere pultsatuko laserra abiarazi zuen datuak transmititzeko. Oraingoan, NASA saiatu da bi noranzkoko komunikazioa antolatzen 20 Mbit/s-ko abiadura beste norabidean eta 622 Mbit/s-ko abiadura errekorra beste norabidean. Arazo bakarra misioaren bizitza laburra zen. LRO-ren komunikazio optikoek minutu batzuetan bakarrik funtzionatu zuten aldi berean. LADEEk bere laserarekin datuak trukatu zituen 16 orduz 30 egunetan zehar. Egoera hori aldatu egingo da 2019ko ekainean aurreikusita dagoen Laser Communications Demonstration (LCRD) satelitea abian jartzearekin. Bere eginkizuna espazioan etorkizuneko komunikazio sistemek nola funtzionatuko duten erakustea da.
LCRD NASAko Jet Propulsion Laboratory-n garatzen ari da MITko Lincoln Laborategiarekin batera. Bi terminal optiko izango ditu: bata Lurraren orbita baxuko komunikazioetarako, bestea espazio sakonerako. Lehenengoak Fase Desplazamendu Diferentziala (DPSK) erabili beharko du. Igorleak laser pultsuak bidaliko ditu 2,88 GHz-ko maiztasunean. Teknologia hau erabiliz, bit bakoitza ondoz ondoko pultsuen fase-diferentziaren bidez kodetuko da. 2,88 Gbps-ko abiaduran funtzionatu ahal izango du, baina horrek potentzia handia beharko du. Detektagailuek energia handiko seinaleetan pultsu-diferentziak detektatu ditzakete; beraz, DPSK-k oso ondo funtzionatzen du Lurraren inguruko komunikazioetarako, baina ez da espazio sakonerako metodorik onena, non energia biltegiratzea arazotsua den. Martetik bidalitako seinale batek energia galduko du Lurrera iristen denerako, beraz, LCRD-k pultsu faseko modulazioa deritzon teknologia eraginkorragoa erabiliko du espazio sakoneko komunikazio optikoak erakusteko.
NASAko ingeniariek LADEE probak egiteko prestatzen dute
2017an, ingeniariek hegaldi-modemak probatu zituzten hutseko ganbera termiko batean
"Funtsean fotoiak kontatzea da", azaldu du Abrahamek. – Komunikaziorako esleitutako epe laburra hainbat denbora-tartetan banatzen da. Datuak lortzeko, fotoiek detektagailuarekin talka egin duten ala ez egiaztatu behar duzu tarte bakoitzean. Horrela kodetzen dira datuak FIMean». Morse kodea bezalakoa da, baina abiadura oso azkarrean. Edo une jakin batean flash bat dago edo ez dago, eta mezua flash sekuentzia baten bidez kodetzen da. "Hau DPSK baino askoz motelagoa den arren, oraindik ere hamarnaka edo ehunka Mbps-ko komunikazio optiko eman ditzakegu Marte bezain urrunetik", gaineratu du Abrahamek.
Jakina, LCRD proiektua ez dira bi terminal hauek bakarrik. Espazioan Interneteko gune gisa ere funtzionatu beharko luke. Lurrean, hiru geltoki funtzionatuko dute LCRDrekin: bat Mexiko Berriko White Sands-en, Kaliforniako Table Mountain-en eta Hawaii uhartean edo Maui-n. Ideia lurreko geltoki batetik bestera aldatzea probatzea da, geltokiren batean eguraldi txarra gertatzen bada. Misioak LCRDren errendimendua ere probatuko du datu-igorle gisa. Geltoki bateko seinale optiko bat satelite batera bidaliko da eta gero beste geltoki batera transmitituko da, dena lotura optiko baten bidez.
Datuak berehala transferitu ezin badira, LCRDk gorde eta transferituko ditu aukera dagoenean. Datuak premiazkoak badira edo ontziko biltegian leku nahikorik ez badago, LCRD-k berehala bidaliko ditu Ka bandako antenatik. Beraz, etorkizuneko satelite igorleen aitzindaria, LCRD sistema irrati-optiko hibrido bat izango da. Hau da, hain zuzen, NASAk Marteren inguruan orbitan jarri behar duen unitate mota 2030eko hamarkadan gizakien espazio sakoneko esplorazioa lagunduko duen planetarteko sare bat ezartzeko.
Mars sarean jartzea
Azken urtean, Abrahamen taldeak espazio sakoneko komunikazioen etorkizuna deskribatzen duten bi lan idatzi ditu, eta 2019ko maiatzean Frantzian egingo den SpaceOps konferentzian aurkeztuko dira. Batak espazio sakoneko komunikazioak deskribatzen ditu orokorrean, besteak (“") Planeta Gorriko astronautei Interneten antzeko zerbitzua eskaintzeko gai den azpiegituraren deskribapen zehatza eskaintzen du.
Datuen transferentziarako batez besteko abiadura gailurraren estimazioak 215 Mbit/s ingurukoak izan ziren deskargatzeko eta 28 Mbit/s kargatzeko. Mars Internetek hiru sare izango ditu: lurrazaleko esplorazio-eremua estaltzen duen WiFi, lurrazaletik Lurrera datuak transmititzen dituen sare planetario bat eta Earth Network, espazio sakoneko komunikazio-sare bat, datu horiek jaso eta erantzunak itzultzeko ardura duten hiru gune dituena. Marte.
«Horrelako azpiegiturak garatzerakoan, arazo asko daude. Fidagarria eta egonkorra izan behar du, baita Marterako 2,67 AUko distantzia maximoan ere. Eguzki goi-konjuntzio garaietan, Marte Eguzkiaren atzean ezkutatzen denean», dio Abrahamek. Konjuntzio hori bi urtean behin gertatzen da eta Marterekin komunikazioa erabat eten egiten du. «Gaur ezin diogu horri aurre egin. Marten dauden lurreratzeko eta orbita-estazio guztiek Lurrarekin kontaktua galtzen dute bi aste inguruz. Komunikazio optikoekin, eguzki-konektibitatearen ondoriozko komunikazio galerak are handiagoak izango dira, 10 eta 15 aste bitartekoak". Robotentzat, halako hutsuneak ez dira bereziki beldurgarriak. Isolamendu horrek ez die arazorik sortzen, ez direlako aspertzen, ez baitute bakardadea bizi eta ez dituztelako maiteak ikusi beharrik. Baina jendearentzat guztiz ezberdina da.
"Beraz, teorikoki Marteren gainazaletik 17300 km-ra dagoen orbita ekuatore zirkular batean jarritako bi transmisore orbital martxan jartzea onartzen dugu", jarraitzen du Abrahamek. Azterketaren arabera, bakoitzak 1500 kg pisatu beharko lukete, eta X bandan, Ka bandan eta gama optikoetan funtzionatzen duten terminal-multzo bat eduki behar dute taula gainean, eta 20-30 kW-ko potentzia duten eguzki-panelen bidez elikatuko dira. Delay Tolerant Network Protocol-a onartu behar dute, funtsean TCP/IP, planetarteko sareetan ezinbestean gertatuko diren atzerapen luzeak kudeatzeko diseinatua. Sarean parte hartzen duten orbita-estazioek planetaren gainazaleko astronautekin eta ibilgailuekin, lurreko estazioekin eta elkarren artean komunikatzeko gai izan behar dute.
"Akoplamendu gurutzatu hau oso garrantzitsua da, datuak 250 Mbps-an transmititzeko behar diren antena kopurua murrizten duelako", dio Abrahamek. Bere taldeak kalkulatzen du 250 metroko sei antenako multzo bat beharko litzatekeela orbita-igorle batetik 34 Mbps-ko datuak jasotzeko. Horrek esan nahi du NASAk hiru antena gehiago eraiki beharko dituela espazio sakoneko komunikazio guneetan, baina urteak behar dira eraikitzeko eta oso garestiak dira. "Baina uste dugu bi estazio orbitalek datuak partekatu eta aldi berean bidal ditzaketela 125 Mbps-tan, igorle batek datu-paketearen erdia bidaltzen duela eta besteak bestea", dio Abrahamek. Gaur egun ere, espazio sakoneko 34 metroko komunikazio-antenek aldi berean jaso ditzakete lau espazio-ontzi ezberdinetako datuak aldi berean, eta ondorioz, hiru antena behar dira lana burutzeko. "Zeruko eremu beretik 125 Mbps-ko bi transmisio jasotzeak transmisio bat jasotzeak adina antena behar ditu", azaldu du Abrahamek. "Abiadura handiagoan komunikatu behar baduzu antena gehiago behar dira".
Eguzki-konjuntzio arazoari aurre egiteko, Abrahamen taldeak satelite transmisore bat abiaraztea proposatu zuen Eguzki-Marte/Eguzki-Lurra orbitako L4/L5 puntuetara. Gero, konjuntzio-aldietan, Eguzkiaren inguruan datuak transmititzeko erabil liteke, haren bidez seinaleak bidali beharrean. Zoritxarrez, tarte horretan abiadura 100 Kbps-ra jaitsiko da. Besterik gabe, funtzionatuko du, baina txarto egiten du.
Bitartean, Marteko etorkizuneko astronautek hiru minutu pasatxo itxaron beharko dute katuaren argazkia jasotzeko, 40 minutura arteko atzerapenak zenbatu gabe. Zorionez, gizadiaren asmoek Planeta Gorria baino urrunago eraman aurretik, planetarteko Internetek ondo funtzionatuko du gehienetan.
Iturria: www.habr.com