“Is beag nach bhféadfaí feabhas a chur ar theicneolaíocht radaimhinicíochta. Réitigh shimplí deireadh"
Ar an 26 Samhain, 2018 ag 22:53 am Moscó, rinne NASA é arís - tháinig an taiscéalaí InSight i dtír go rathúil ar dhromchla Mars tar éis dó dul isteach san atmaisféar, a shliocht agus ainlithe tuirlingthe, a baisteadh níos déanaí mar “sé nóiméad go leith de uafás .” Cur síos cuí, ós rud é nach raibh a fhios ag innealtóirí NASA láithreach cé acu ar éirigh leis an taiscéalaí spáis teacht i dtír ar dhromchla an phláinéid mar gheall ar mhoill cumarsáide thart ar 8,1 nóiméad idir an Domhan agus Mars. Le linn na fuinneoige seo, ní fhéadfadh InSight brath ar a antennas níos nua-aimseartha agus níos cumhachtaí - bhí gach rud ag brath ar sean-aimseartha cumarsáide UHF (modh a úsáidtear le fada i ngach rud ó chraoladh teilifíse agus walkie-talkies go gléasanna Bluetooh).
Mar thoradh air sin, tarchuireadh sonraí ríthábhachtacha maidir le stádas InSight ar thonnta raidió le minicíocht 401,586 MHz go dhá shatailít -, WALL-E agus EVE, a tharchuir ansin sonraí ag 8 Kbps go antennas 70-méadar atá suite ar an Domhan. Seoladh na ciúbanna ar an roicéad céanna le InSight, agus chuaigh siad in éineacht leis ar a thuras go Mars chun an tuirlingt a fheiceáil agus sonraí a tharchur ar ais abhaile láithreach. Orbiters eile de chuid Mhars, e.g. (MRS), i riocht achrannach agus ní raibh siad in ann teachtaireachtaí a mhalartú leis an lander i bhfíor-am ar dtús. Ní hé sin le rá go raibh an tuirlingt iomlán ag brath ar dhá CubeSats thurgnamhach gach ceann ar mhéid an mhála taistil, ach ní bheadh an MRS in ann sonraí a tharchur ó InSight ach amháin tar éis fanacht níos faide fós.
Rinne tuirlingt InSight tástáil iarbhír ar ailtireacht chumarsáide iomlán NASA, an Líonra Mars. Shroich comhartha an lander InSight a tharchuirfí chuig na satailítí fithisiúla an Domhan ar aon nós, fiú dá mbeadh teipthe ar na satailítí. Bhí ar WALL-E agus EVE faisnéis a tharchur láithreach, agus rinne siad é. Murar oibrigh na CubeSats seo ar chúis éigin, bhí MRS réidh lena ról a imirt. D'fheidhmigh gach ceann acu mar nód ar líonra cosúil leis an Idirlíon, ag ródú paicéid sonraí trí chríochfoirt éagsúla comhdhéanta de threalamh difriúil. Sa lá atá inniu ann, is é an MRS an ceann is éifeachtaí acu, atá in ann sonraí a tharchur ar luasanna suas le 6 Mbit/s (agus is é seo an taifead reatha maidir le misin idirphláinéid). Ach bhí ar NASA oibriú ar luasanna i bhfad níos moille san am a chuaigh thart - agus beidh gá le haistriú sonraí i bhfad níos tapúla amach anseo.
Díreach cosúil le do Sholáthraí Seirbhíse Idirlín, ceadaíonn NASA úsáideoirí Idirlín cumarsáid le spásárthaí i bhfíor-am.
Líonra cumarsáide spáis dhomhain
De réir mar a mhéadaigh láithreacht NASA sa spás, tháinig córais chumarsáide feabhsaithe chun cinn go leanúnach chun níos mó spáis a chlúdach: ar dtús i bhfithis íseal na Cruinne, ansin i bhfithis geosioncrónach agus sa Ghealach, agus go luath chuaigh cumarsáid níos doimhne isteach sa spás. Thosaigh sé ar fad le glacadóir raidió iniompartha amh a úsáideadh chun teiliméadracht a fháil ó Explorer 1, an chéad satailít a sheol na Meiriceánaigh go rathúil i 1958, ag bunáiteanna míleata SAM sa Nigéir, Singeapór agus California. Go mall ach go cinnte, tháinig an bonn seo chun cinn go hardchórais teachtaireachtaí an lae inniu.
Leagann Douglas Abraham, ceannaire na Rannóige Réamhamhairc Straitéisí agus Córais i Stiúrthóireacht Líonra Idirphláinéid NASA, béim ar thrí líonra a forbraíodh go neamhspleách chun teachtaireachtaí a tharchur sa spás. Feidhmíonn Líonra Near Earth le spásárthaí i bhfithis íseal Domhain. "Is bailiúchán de antennas é, den chuid is mó 9 go 12 méadar. Tá cúpla cinn níos mó, 15 go 18 méadar," a deir Abraham. Ansin, os cionn fithis geosincrónach an Domhain, tá roinnt satailítí rianaithe agus sealaíochta sonraí (TDRS). “Is féidir leo breathnú síos ar shatailítí i bhfithis íseal an Domhain agus cumarsáid a dhéanamh leo, agus ansin an fhaisnéis seo a tharchur chuig an talamh trí TDRS,” a mhíníonn Abraham. “Líonra Spáis NASA a thugtar ar an gcóras tarchurtha sonraí satailíte seo.”
Ach ní raibh fiú TDRS go leor chun cumarsáid a dhéanamh leis an spásárthach, a chuaigh i bhfad thar an bhfithis an Ghealach, le pláinéid eile. “Mar sin bhí orainn líonra a chruthú a chlúdaíonn an córas gréine ar fad. Agus is é seo an Líonra Spáis Deep [DSN], a deir Abraham. Is síneadh é líonra Mars .
I bhfianaise a fhad agus a leagan amach, is é DSN an ceann is casta de na córais atá liostaithe. Go bunúsach, is sraith de antennas móra é seo, ó 34 go 70 m ar trastomhas. Feidhmíonn gach ceann de na trí shuíomh DSN roinnt antennas 34-méadar agus aeróg amháin 70-méadar. Tá suíomh amháin suite i Goldstone (California), ceann eile in aice le Maidrid (an Spáinn), agus an tríú ceann i Canberra (An Astráil). Tá na suíomhanna seo suite thart ar 120 céim óna chéile ar fud na cruinne, agus cuireann siad clúdach XNUMX uair an chloig ar fáil do gach spásárthach lasmuigh den bhfithis gheosioncrónach.
Is iad antennas 34-méadar an príomh-threalamh DSN, agus tá dhá chineál ann: sean antennas ardéifeachtúlachta agus antennas tonntreoraithe réasúnta nua. Is é an difríocht ná go bhfuil cúig scáthán RF cruinneas ag antenna tonn treorach a léiríonn comharthaí síos píopa go seomra rialaithe faoi thalamh, áit a bhfuil an leictreonaic a dhéanann anailís ar na comharthaí sin cosanta níos fearr ó gach foinse trasnaíochta. Is féidir leis na antennas 34-méadar, ag feidhmiú ina n-aonar nó i ngrúpaí de 2-3 miasa, an chuid is mó de riachtanais NASA cumarsáide a sholáthar. Ach i gcásanna speisialta nuair a éiríonn achair ró-fhada le haghaidh fiú antennas iolracha 34-méadar, úsáideann rialú DSN arrachtaigh 70-méadar.
“Tá ról tábhachtach acu i roinnt feidhmeanna,” a deir Abraham faoi aeróga móra. Is é an chéad cheann nuair a bhíonn an spásárthach chomh fada ón Domhan go mbeidh sé dodhéanta cumarsáid a bhunú leis ag baint úsáide as mias níos lú. “Samplaí maithe is ea misean New Horizons, a d’eitil i bhfad níos faide ná Plútón cheana féin, nó an spásárthach Voyager, atá suite lasmuigh den ghrianchóras. Ní féidir ach le haintéiní 70 méadar dul isteach iontu agus a gcuid sonraí a sheachadadh chuig an Domhan,” a mhíníonn Abraham.
Úsáidtear miasa 70-méadar freisin nuair nach féidir leis an spásárthach an t-aeróg treisithe a oibriú, mar gheall ar chás criticiúil pleanáilte mar iontráil fithiseach, nó toisc go dtéann rud éigin mícheart go mór. Baineadh úsáid as an antenna 70-méadar, mar shampla, chun Apollo 13 a thabhairt ar ais go sábháilte ar an Domhan. Ghlac sí freisin líne cáiliúil Neil Armstrong, "Céim bheag amháin d'fhear, céim ollmhór amháin don chine daonna." Agus fiú sa lá atá inniu ann, tá DSN fós ar an gcóras cumarsáide is airde agus is íogaire ar domhan. “Ach ar go leor cúiseanna tá an teorainn bainte amach aige cheana féin,” a deir Abrahám. – Níl áit ar bith le feabhas a chur ar an teicneolaíocht a fheidhmíonn ar mhinicíochtaí raidió. Tá réitigh shimplí ag éirí as."
Trí stáisiún talún 120 céim óna chéile
Plátaí DSN i Canberra
Coimpléasc DSN i Maidrid
DSN in Goldstone
Seomra rialaithe ag an tSaotharlann Scaird-Thiomáint
Raidió agus cad a tharlóidh ina dhiaidh
Níl an scéal seo nua. Is éard atá i stair na cumarsáide spáis dhomhain ná streachailt leanúnach chun minicíochtaí a mhéadú agus tonnfhaid a ghiorrú. Bhain Explorer 1 úsáid as minicíochtaí 108 MHz. Thug NASA isteach ansin antennas níos mó, le gnóthachan níos fearr a thacaigh le minicíochtaí sa L-bhanna, 1 go 2 GHz. Ansin ba é casadh an S-bhanna é, le minicíochtaí ó 2 go 4 GHz, agus ansin d'athraigh an ghníomhaireacht chuig an X-bhanna, le minicíochtaí 7-11,2 GHz.
Sa lá atá inniu ann, tá córais cumarsáide spáis ag dul faoi athruithe arís - tá siad ag bogadh anois go dtí an raon 26-40 GHz, Ka-band. “Is é an chúis atá leis an treocht seo ná dá giorra na tonnfhaid agus dá airde na minicíochtaí, is amhlaidh is tapúla is féidir na rátaí aistrithe sonraí a bhaint amach,” a deir Abraham.
Tá cúiseanna dóchais ann, ó tharla go raibh luas na cumarsáide ag NASA tapa go leor go stairiúil. Soláthraíonn páipéar taighde 2014 ón tSaotharlann Tiomáint Scaird na sonraí tréchuir seo a leanas le haghaidh comparáide: Dá mbainfimid úsáid as teicneolaíochtaí cumarsáide Explorer 1 chun gnáth-ghrianghraf iPhone a tharchur ó Iúpatar go dtí an Domhan, thógfadh sé 460 uair níos faide ná an aois reatha Cruinne. Do Ceannródaithe 2 agus 4 ó na 1960idí, thógfadh sé 633 bliain. Bheadh Mariner 000 ó 9 i ndiaidh é a dhéanamh i 1971 uair. Tógfaidh sé trí nóiméad do MRS inniu.
Is í an t-aon fhadhb, ar ndóigh, ná go bhfuil an méid sonraí a fhaigheann spásárthaí ag fás chomh tapa agus, más rud é nach níos tapúla ná, an fás ar a gcumas tarchurtha. Thar na 40 bliain oibríochta, tháirg Voyagers 1 agus 2 5 TB faisnéise. Táirgfear 2020 TB de shonraí in aghaidh na míosa ar shatailít NISAR Earth Science, atá le seoladh in 85. Agus má tá satailítí an Domhain sách ábalta é sin a dhéanamh, is scéal go hiomlán difriúil é méid sonraí den sórt sin a aistriú idir pláinéid. Tarchuirfidh fiú MRS sách tapa 85 TB sonraí chuig an Domhan ar feadh 20 bliain.
“Is é 2020 Mbps nó níos airde na rátaí sonraí a bhfuiltear ag súil leo le haghaidh taiscéalaíochta Mars sna 2030í déanacha agus go luath sna 150í, mar sin déanaimis an mata,” a deir Abraham. – Más féidir le spásárthach den aicme MRS atá ar an uasfhad uainn go Mars tuairim is 1 Mbit/s a sheoladh chuig aeróg 70-méadar ar an Domhan, ansin chun cumarsáid a eagrú ar luas 150 Mbit/s sraith 150 70-méadar beidh antennas ag teastáil. Sea, ar ndóigh, is féidir linn teacht ar bhealaí cliste chun an méid áiféiseach seo a laghdú beagán, ach is léir go bhfuil an fhadhb ann: tá sé thar a bheith deacair cumarsáid idirphláinéadach a eagrú ag luas 150 Mbps. Ina theannta sin, táimid ag éirí as na minicíochtaí ceadaithe.”
Mar a léiríonn Abraham, ag feidhmiú i S-bhanna nó X-bhanna, beidh misean amháin 25 Mbps áitiú ar an speictream iomlán atá ar fáil. Tá níos mó spáis sa bhanna Ka, ach ní bheidh ach dhá shatailít de chuid Mars a bhfuil tréchur 150 Mbit/s acu sa speictream iomlán. Go simplí, beidh níos mó ná raidiónna amháin ag teastáil ón idirlíon idirphláinéadach chun oibriú - beidh sé ag brath ar léasair.
Teacht chun cinn na cumarsáide optúla
Léasair fuaime futuristic, ach is féidir an smaoineamh cumarsáide optúla a rianú siar go dtí paitinn a chomhdaigh Alexander Graham Bell sna 1880í. D'fhorbair Bell córas ina raibh solas na gréine, dírithe ar léas an-chúng, dírithe ar scairt fhrithchaiteach a bhí creathadh ag fuaimeanna. Bhí athruithe sa solas ag dul tríd an lionsa isteach sa bhrathadóir fóta-bhraite de bharr na gcreathadh. D'athraigh athruithe ar fhriotaíocht an fhótaileictreach an sruth ag dul tríd an bhfón.
Bhí an córas éagobhsaí, bhí an toirt an-íseal, agus thréig Bell an smaoineamh ar deireadh. Ach beagnach 100 bliain ina dhiaidh sin, agus iad armtha le léasair agus snáthoptaice, tá innealtóirí NASA tar éis filleadh ar an seanchoincheap seo.
“Bhí a fhios againn teorainneacha na gcóras minicíochta raidió, agus mar sin ag JPL go déanach sna 1970idí, go luath sna 1980í, thosaigh muid ag plé an fhéidearthacht teachtaireachtaí a tharchur ó spás domhain ag baint úsáide as léasair spáis,” a dúirt Abraham. Chun tuiscint níos fearr a fháil ar cad atá agus nach féidir i gcumarsáid optúil domhainspáis, sheol an tsaotharlann staidéar ceithre bliana ar Chóras Satailíte Leaschraolacháin Spáis Deep (DSRSS) go déanach sna 1980í. Bhí ar an staidéar ceisteanna ríthábhachtacha a fhreagairt: cad faoi fhadhbanna aimsire agus infheictheachta (tar éis an tsaoil, is féidir le tonnta raidió dul tríd na scamaill go héasca, cé nach féidir le léasair)? Cad a tharlaíonn má éiríonn an uillinn taiscéalaithe Grian-Domhain ró-ghéar? An féidir le brathadóir ar an Domhan idirdhealú a dhéanamh idir comhartha lag optúil agus solas na gréine? Agus ar deireadh, cé mhéad a chosnóidh sé seo go léir agus an fiú é? “Táimid fós ag lorg freagraí ar na ceisteanna seo,” admhaíonn Abraham. “Mar sin féin, tacaíonn na freagraí níos mó leis an bhféidearthacht maidir le tarchur sonraí optúla.”
Mhol DSRSS gurbh fhearr pointe suite os cionn atmaisféar an Domhain do chumarsáid optúil agus raidió. Dúradh go n-oibreodh an córas cumarsáide optúla atá suiteáilte ar an stáisiún fithiseach ná aon ailtireacht ar talamh, lena n-áirítear antennas íocónach 70-méadar. I bhfithis íseal-Domhain, bhí sé beartaithe mias 10-méadar a imscaradh, agus ansin é a ardú go geosioncrónach. Mar sin féin, bhí an costas a bhain le córas den sórt sin—ar a raibh satailít le mias, feithicil seolta, agus cúig theirminéil úsáideora—coisctheach. Ina theannta sin, níor áiríodh sa staidéar fiú costas an chórais chúnta riachtanach a thiocfadh i bhfeidhm i gcás teipe satailíte.
Maidir leis an gcóras seo, thosaigh an tSaotharlann ag breathnú ar an ailtireacht ar an talamh a bhfuil cur síos déanta uirthi i dtuarascáil Staidéir Ardteicneolaíochta ar an Talamh (GBATS) na Saotharlainne, a rinneadh thart ar an am céanna le DRSS. Tháinig na daoine atá ag obair ar GBATS suas le dhá thogra mhalartacha. Is é an chéad cheann ná sé stáisiún a shuiteáil le antennas 10-méadar agus antennas breise méadar ar fhad atá suite 60 céim óna chéile feadh an meánchiorcal ar fad. B’éigean na stáisiúin a thógáil ar bheanna sléibhe, áit a raibh an aimsir soiléir ar a laghad 66% de na laethanta sa bhliain. Mar sin, beidh 2-3 stáisiún le feiceáil i gcónaí ar aon spásárthaí, agus beidh aimsir éagsúla acu. Is é an dara rogha ná naoi stáisiún, cnuasaithe i ngrúpaí de thriúr, agus iad suite 120 céim óna chéile. Ba cheart go mbeadh na stáisiúin laistigh de gach grúpa suite 200 km óna chéile ionas go mbeidís infheictheacht dhíreach, ach i gcillíní aimsire éagsúla.
Bhí an dá ailtireacht GBATS níos saoire ná an cur chuige spáis, ach bhí fadhbanna acu freisin. Ar an gcéad dul síos, toisc go raibh ar na comharthaí taisteal trí atmaisféar an Domhain, bheadh fáiltiú i rith an lae i bhfad níos measa ná fáiltiú oíche mar gheall ar an spéir soilsithe. In ainneoin an tsocraithe cliste, beidh stáisiúin optúla talún ag brath ar an aimsir. Beidh ar spásárthach a dhíreoidh léasair ar stáisiún talún faoi dheireadh oiriúnú do dhrochaimsir agus cumarsáid a athbhunú le stáisiún eile nach bhfuil faoi cheilt ag scamaill.
Mar sin féin, beag beann ar na fadhbanna, leag na tionscadail DSRSS agus GBATS an bunús teoiriciúil le haghaidh córais optúla do chumarsáid spáis dhomhain agus forbairtí nua-aimseartha innealtóirí NASA. Ní raibh fágtha ach a leithéid de chóras a thógáil agus a fheidhmíocht a léiriú. Go fortunately, ní raibh sé seo ach cúpla mí ar shiúl.
Cur i bhfeidhm an tionscadail
Faoin am sin, bhí tarchur sonraí optúla sa spás déanta cheana féin. Rinneadh an chéad turgnamh i 1992, nuair a bhí an taiscéalaí Galileo ag dul i dtreo Iúpatar agus iompaigh sé a cheamara ardtaifigh i dtreo na Cruinne chun sraith de phulsanna léasair a fháil a seoladh ón teileascóp 60-cm ag Table Mountain Observatory agus ón 1,5 m. Raon teileascóp optúla USAF Starfire i Nua-Mheicsiceo. Ag an nóiméad seo, bhí Galileo 1,4 milliún km ón Domhan, ach bhuail an dá léas léasair a ceamara.
Bhí Gníomhaireachtaí Spáis na Seapáine agus na hEorpa in ann cumarsáid optúil a bhunú idir stáisiúin talún agus satailítí i bhfithis na Cruinne. Bhí siad in ann nasc 50 Mbps a bhunú ansin idir an dá shatailít. Roinnt blianta ó shin, bhunaigh foireann Gearmánach nasc déthreo optúil comhleanúnach 5,6 Gbps idir satailít NFIRE i bhfithis na Cruinne agus stáisiún talún i Tenerife na Spáinne. Ach bhain na cásanna seo go léir le bhfithis íseal-Domhain.
Bunaíodh an chéad nasc optúil a nascann stáisiún talún agus spásárthach i bhfithis in aice le pláinéad eile sa ghrianchóras i mí Eanáir 2013. Aistríodh an íomhá dubh agus bán 152 x 200 picteilín den Mona Lisa ó Stáisiún Réitigh Léasair Satailíte na Chéad Ghlúin Eile ag Ionad Eitilte Spáis Goddard NASA chuig an Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ag 300 bps. Bhí an chumarsáid aon-bhealach. Sheol LRO an íomhá a fuair sé ón Domhan ar ais trí chumarsáid raidió rialta. Bhí beagán ceartúcháin earráide bogearraí ag teastáil ón íomhá, ach fiú gan an códú seo bhí sé éasca a aithint. Agus ag an am sin, bhí sé beartaithe cheana féin córas níos cumhachtaí a sheoladh chuig an nGealach.
Ó thionscadal 2013 Lunar Reconnaissance Orbiter: Chun earráidí tarchurtha a tugadh isteach ag atmaisféar an Domhain (ar chlé) a ghlanadh, d'úsáid eolaithe ag Ionad Eitilte Spás Goddard ceartú earráide Reed-Solomon (ar dheis), a úsáidtear go forleathan i CDanna agus DVDanna. I measc na n-earráidí coitianta tá picteilíní ar iarraidh (bán) agus comharthaí bréagacha (dubh). Léiríonn stríoc bhán sos gairid sa tarchur.
«(LADEE) isteach i bhfithis na gealaí an 6 Deireadh Fómhair, 2013, agus díreach seachtain ina dhiaidh sin sheol sé a léasair pulsed chun sonraí a tharchur. An uair seo, rinne NASA iarracht cumarsáid dhéthreo a eagrú ar luas 20 Mbit/s sa treo eile agus luas barrúil 622 Mbit/s sa treo eile. Ba í an t-aon fhadhb a bhí ann ná saolré ghearr an mhisin. Níor oibrigh cumarsáid optúil LRO ach ar feadh cúpla nóiméad ag an am. Rinne LADEE sonraí a mhalartú lena léasair ar feadh 16 uair an chloig thar 30 lá. Táthar ag súil go n-athróidh an cás seo le seoladh na satailíte Taispeána Cumarsáide Léasair (LCRD), atá sceidealaithe do mhí an Mheithimh 2019. Is é a mhisean ná a thaispeáint conas a oibreoidh córais cumarsáide sa spás amach anseo.
Tá LCRD á fhorbairt ag Saotharlann Scairdtiomáinte NASA i gcomhar le Saotharlann Lincoln de chuid MIT. Beidh dhá chríochfort optúla aige: ceann amháin le haghaidh cumarsáide i bhfithis íseal-Domhain, an ceann eile le haghaidh spás domhain. Beidh ar an gcéad cheann díobh Eochracha Shift Difreálach Céime (DPSK) a úsáid. Seolfaidh an tarchuradóir bíoga léasair ag minicíocht 2,88 GHz. Ag baint úsáide as an teicneolaíocht seo, déanfar gach giotán a ionchódú ag an difríocht chéim de bíoga comhleanúnacha. Beidh sé in ann oibriú ag luas 2,88 Gbps, ach beidh go leor cumhachta ag teastáil uaidh seo. Ní féidir le brathadóirí ach difríochtaí idir bíoga i gcomharthaí ardfhuinnimh a bhrath, agus mar sin oibríonn DPSK go hiontach le haghaidh cumarsáide gar don Domhan, ach ní hé an modh is fearr le haghaidh spás domhain, áit a bhfuil fadhbanna le fuinneamh a stóráil. Caillfidh comhartha a sheoltar ó Mars fuinneamh faoin am a shroichfidh sé an Domhan, mar sin úsáidfidh LCRD teicneolaíocht níos éifeachtaí ar a dtugtar modhnú céime bíog chun cumarsáid optúil le spás domhain a léiriú.
Ullmhaíonn innealtóirí NASA LADEE le haghaidh tástála
In 2017, rinne innealtóirí tástáil ar mhodaim eitilte i ndlísheomra bhfolús teirmeach
“Is éard atá i gceist leis go bunúsach ná fótóin a chomhaireamh,” a mhíníonn Abraham. – Roinntear an tréimhse ghearr a leithdháiltear le haghaidh cumarsáide ina roinnt tréimhsí ama. Chun sonraí a fháil, ní gá duit ach a sheiceáil cibé an ndeachaigh na fótóin in imbhualadh leis an brathadóir ag gach eatramh. Seo mar a dhéantar na sonraí a ionchódú san FIM.” Tá sé cosúil le cód Morse, ach ar luas an-tapa. Ceachtar tá splanc ag am áirithe nó nach bhfuil, agus tá an teachtaireacht ionchódaithe ag seicheamh flashes. “Cé go bhfuil sé seo i bhfad níos moille ná DPSK, is féidir linn fós na mílte nó na céadta Mbps de chumarsáid optúil a sholáthar ó chomh fada amach le Mars,” a deir Abraham.
Ar ndóigh, ní hamháin gurb é an dá chríochfort seo an tionscadal LCRD. Ba cheart go bhfeidhmeodh sé mar mhol Idirlín sa spás freisin. Ar an talamh, oibreoidh trí stáisiún le LCRD: ceann ag White Sands i Nua-Mheicsiceo, ceann ag Table Mountain i gCalifornia, agus ceann ar Oileán Haváí nó Maui. Is é an smaoineamh an t-athrú ó stáisiún talún amháin go stáisiún eile a thástáil má tharlaíonn drochaimsir ag ceann de na stáisiúin. Déanfaidh an misean feidhmíocht an LCRD mar tharchuradóir sonraí a thástáil freisin. Seolfar comhartha optúil ó cheann de na stáisiúin chuig satailít agus ansin tarchuirfear chuig stáisiún eile é - go léir trí nasc optúil.
Mura féidir na sonraí a aistriú láithreach, déanfaidh LCDD iad a stóráil agus a aistriú nuair a bhíonn an deis ann. Má tá na sonraí práinneach nó mura bhfuil go leor spáis sa stóráil ar bord, seolfaidh an LCRD láithreach trína antenna Ka-band. Mar sin, mar réamhtheachtaí do shatailítí tarchurtha amach anseo, beidh LCRD ina chóras hibrideach raidió-optúil. Is é seo go díreach an cineál aonaid a chaithfidh NASA a chur i bhfithis timpeall Mars chun líonra idirphláinéadúil a bhunú a thacóidh le taiscéalaíocht dhomhain spáis an duine sna 2030í.
Mars a thabhairt ar líne
Le bliain anuas, tá dhá pháipéar scríofa ag foireann Abraham ag cur síos ar thodhchaí na cumarsáide spáis dhomhain, a chuirfear i láthair ag comhdháil SpaceOps sa Fhrainc i mBealtaine 2019. Déanann ceann amháin cur síos ar chumarsáid spáis dhomhain i gcoitinne, agus an ceann eile (“”), cur síos mionsonraithe ar an mbonneagar atá in ann seirbhís cosúil leis an Idirlíon a sholáthar do spásairí ar an bPláinéad Dearg.
Ba iad na meastacháin ar an meánluas aistrithe sonraí buaic ná 215 Mbit/s le híoslódáil agus 28 Mbit/s le huaslódáil. Beidh trí líonra in Idirlíon Mars: wifi a chlúdaíonn an limistéar taiscéalaíochta dromchla, líonra pláinéadach a tharchuireann sonraí ón dromchla go dtí an Domhan, agus Líonra na Cruinne, líonra cumarsáide spáis domhain le trí shuíomh freagrach as na sonraí seo a fháil agus freagraí a sheoladh ar ais chuig Mars.
“Agus bonneagar den sórt sin á fhorbairt, tá go leor fadhbanna ann. Caithfidh sé a bheith iontaofa agus cobhsaí, fiú ag an achar uasta go Mars de 2,67 AU. le linn tréimhsí de chomhcheangal gréine níos fearr, nuair a théann Mars i bhfolach taobh thiar den Ghrian,” a deir Abraham. Tarlaíonn a leithéid de chomhcheangal gach dhá bhliain agus cuireann sé isteach go hiomlán ar chumarsáid le Mars. “Ní féidir linn dul i ngleic leis seo inniu. Ní chailleann gach stáisiún tuirlingthe agus fithiseach atá ar Mars teagmháil leis an Domhan ar feadh thart ar dhá sheachtain. Le cumarsáid optúil, beidh caillteanais chumarsáide mar gheall ar nascacht gréine níos faide fós, 10 go 15 seachtaine.” Maidir le robots, níl bearnaí den sórt sin scanrúil go háirithe. Ní chuireann aonrú den sórt sin ina chúis le fadhbanna dóibh, toisc nach bhfaigheann siad leamh, ní bhíonn uaigneas orthu, agus ní gá dóibh a ngaolta a fheiceáil. Ach do dhaoine tá sé go hiomlán difriúil.
“Ceadaimid go teoiriciúil, mar sin, do dhá tharchuireadóir fithiseacha a choimisiúnú a chuirtear i bhfithis meánchiorclach 17300 km os cionn dhromchla Mhars,” a deir Abraham. De réir an staidéir, ba chóir go mbeadh meáchan 1500 kg an ceann acu, agus sraith críochfoirt a bheith ar bord ag feidhmiú sa raon X-bhanna, Ka-band, agus raon optúil, agus a bheith faoi thiomáint ag painéil ghréine le cumhacht 20-30 kW. Ní mór dóibh tacú leis an bPrótacal Líonra Moill-Fhulaingt — TCP/IP go bunúsach, atá deartha chun déileáil leis na moilleanna fada a tharlóidh dosheachanta i líonraí idirphláinéid. Caithfidh na stáisiúin fithiseach atá rannpháirteach sa líonra a bheith in ann cumarsáid a dhéanamh le spásairí agus feithiclí ar dhromchla an phláinéid, le stáisiúin talún agus lena chéile.
“Tá an traschúpláil seo an-tábhachtach mar go laghdaíonn sé líon na n-aeróg a theastaíonn chun sonraí a tharchur ag 250 Mbps,” a deir Abraham. Measann a fhoireann go mbeadh gá le sraith de shé antennas 250-méadar chun sonraí 34 Mbps a fháil ó cheann de na tarchuradóirí fithiseach. Ciallaíonn sé seo go gcaithfidh NASA trí antennas breise a thógáil ag suíomhanna cumarsáide spáis dhomhain, ach tógann siad blianta le tógáil agus tá siad thar a bheith costasach. “Ach is dóigh linn go bhféadfadh dhá stáisiún fithiseach na sonraí a roinnt agus iad a sheoladh go comhuaineach ag 125 Mbps, le tarchuradóir amháin ag seoladh leath den phaicéad sonraí agus an ceann eile ag seoladh an ceann eile,” a deir Abraham. Fiú sa lá atá inniu ann, is féidir le antennas cumarsáide spáis domhain 34-méadar sonraí a fháil ag an am céanna ó cheithre spásárthaí éagsúla ag an am céanna, rud a fhágann go bhfuil gá le trí antennas chun an tasc a chomhlánú. “Tá an líon céanna antennas agus tarchur amháin ag teastáil chun dhá tharchur 125 Mbps a fháil ón limistéar céanna spéire,” a mhíníonn Abraham. “Ní theastaíonn níos mó aeróga ach amháin más gá duit cumarsáid a dhéanamh ar luasanna níos airde.”
Chun déileáil leis an bhfadhb cónasctha gréine, mhol foireann Abrahám satailít tarchuradóra a sheoladh chuig na pointí L4/L5 i bhfithis Sun-Mars/Sun-Earth. Ansin, le linn tréimhsí cónaisc, d’fhéadfaí é a úsáid chun sonraí a tharchur timpeall na Gréine, in ionad comharthaí a sheoladh tríd. Ar an drochuair, le linn na tréimhse seo beidh an luas titim go 100 Kbps. Níl ort ach a chur, beidh sé ag obair, ach sucks sé.
Idir an dá linn, beidh ar spásairí na todhchaí ar Mars fanacht beagán níos mó ná trí nóiméad chun grianghraf den phiscín a fháil, gan aon mhoill a d’fhéadfadh a bheith suas le 40 nóiméad a chomhaireamh. Ar ámharaí an tsaoil, sula dtógfaidh uaillmhianta na daonnachta muid níos faide ná an Pláinéad Dearg, oibreoidh an tIdirlíon idirphláinéad go maith cheana féin an chuid is mó den am.
Foinse: will.com