„A rádiófrekvencián működő technológiát szinte sehol sem lehetne fejleszteni. Vége az egyszerű megoldásoknak"
26. november 2018-án, moszkvai idő szerint 22 óra 53 perckor a NASA ismét sikerrel járt – az InSight szonda sikeresen landolt a Mars felszínén a későbbi „hat és fél perces horrornak” titulált visszatérési, leszállási és leszállási manőverek után. Találó leírás, a NASA mérnökei ugyanis nem tudhatták azonnal, hogy az űrszonda sikeresen landolt-e a bolygó felszínén, a Föld és a Mars közötti kommunikáció időbeli késése miatt, ami körülbelül 8,1 perc volt. Ebben az ablakban az InSight nem támaszkodhatott modernebb és erősebb antennáira – minden a régimódi UHF-kommunikáción múlott (ezt a módszert régóta mindenben alkalmazzák a TV-adásoktól és a walkie-talkie-ktől a Bluetooth-eszközökig).
Ennek eredményeként az InSight állapotára vonatkozó kritikus adatokat 401,586 MHz frekvenciájú rádióhullámokon továbbították két műholdra -, WALL-E és EVE, amelyek aztán 8 Kbps sebességgel továbbították az adatokat a Földön található 70 méteres antennákhoz. A Cubesatokat ugyanazzal a rakétával indították, mint az InSightot, és elkísérték a Marsra vezető úton, hogy megfigyeljék a leszállást és azonnal hazaküldjék az adatokat. Más keringő marsi hajók, mint pl (MRS), kényelmetlen helyzetben voltak, és eleinte nem tudtak valós idejű üzenetet küldeni a leszállóegységnek. Arról nem beszélve, hogy a teljes leszállás két-két kísérleti, bőrönd méretű Cubesattól függött, de az MRS csak még hosszabb várakozás után tudna adatokat továbbítani az InSightból.
Az InSight leszállás valójában próbára tette a NASA teljes kommunikációs architektúráját, a „Mars Network”-et. Az InSight leszállóegység jele, amelyet a pályán keringő műholdakra továbbítottak, mindenképpen elérte volna a Földet, még akkor is, ha a műholdak meghibásodnak. A WALL-E-re és az EVE-re volt szükség az azonnali információátvitelhez, és meg is tették. Ha ezek a Cubsatok valamilyen okból nem működtek, az MRS készen állt a szerepük betöltésére. Mindegyikük csomópontként működött egy internetszerű hálózaton, és az adatcsomagokat különböző berendezésekből álló különböző terminálokon keresztül irányította. Ma a leghatékonyabb közülük az MRS, amely akár 6 Mbps-os adatátvitelre is képes (és ez a bolygóközi küldetések jelenlegi rekordja). A NASA-nak azonban korábban sokkal kisebb sebességgel kellett működnie – és a jövőben sokkal gyorsabb adatátvitelre lesz szüksége.
Az internetszolgáltatóhoz hasonlóan a NASA is lehetővé teszi az internetezőknek valós idejű kommunikáció az űrhajókkal.
Deep Space Network
A NASA növekvő térbeli jelenlétével folyamatosan jelennek meg a továbbfejlesztett kommunikációs rendszerek, amelyek egyre nagyobb teret fednek le: először alacsony Föld körüli pálya, majd geoszinkron keringés és a Hold, hamarosan pedig a kommunikáció mélyebbre nyúlt az űrbe. Az egész egy durva kézi rádióval kezdődött, amely az Egyesült Államok nigériai, szingapúri és kaliforniai katonai bázisait használta az Explorer 1 telemetriájának vételére, amely az első, az amerikaiak által 1958-ban sikeresen felbocsátott műhold. Ez az alap lassan, de biztosan a mai fejlett üzenetküldő rendszerré fejlődött.
Douglas Abraham, a NASA Bolygóközi Hálózati Igazgatóságának stratégiai és rendszer-előrejelzési részlegének vezetője három, egymástól függetlenül fejlesztett hálózatot emel ki az űrben történő üzenetküldéshez. A Near Earth Network alacsony Föld körüli pályán lévő űrhajókkal működik. „Ez egy antennakészlet, többnyire 9–12 méteresek. Van néhány nagy, 15–18 méteres” – mondja Abraham. Ezután a Föld geoszinkron pályája felett több nyomkövető és adatműhold (TDRS) található. „Lenézhetnek az alacsony Föld körüli pályán lévő műholdakra, kommunikálhatnak velük, majd ezt az információt TDRS-en keresztül továbbíthatják a földre” – magyarázza Abraham. "Ezt a műholdas adatátviteli rendszert NASA űrhálózatnak hívják."
De még a TDRS sem volt elég ahhoz, hogy egy olyan űreszközzel kommunikáljon, amely messze túlmutat a Hold pályáján más bolygókra. „Tehát a teljes naprendszert lefedő hálózatot kellett létrehoznunk. Ez pedig a Deep Space Network, a DSN” – mondja Abraham. A marsi hálózat egy kiterjesztése .
A terjedelmet és a terveket tekintve a felsorolt rendszerek közül a DSN a legösszetettebb. Valójában ez egy nagy antennakészlet, 34-70 m átmérőjű. Mindhárom DSN-helyen több 34 m-es és egy 70 m-es antenna található. Az egyik helyszín Goldstone-ban (Kalifornia), a másik Madrid közelében (Spanyolország), a harmadik pedig Canberrában (Ausztrália) található. Ezek a helyek körülbelül 120 fokos távolságra helyezkednek el egymástól a világon, és a nap XNUMX órájában lefedettséget biztosítanak a geoszinkron pályán kívüli összes űrjármű számára.
A 34 m-es antennák a DSN alapvető felszerelései, és kétféle változatban kaphatók: régi nagy hatásfokú antennák és viszonylag új hullámvezető antennák. A különbség az, hogy a hullámvezető antenna öt precíz RF tükörrel rendelkezik, amelyek a jeleket egy csövön keresztül visszaverik egy földalatti vezérlőterembe, ahol a jeleket elemző elektronika jobban védett minden interferenciaforrástól. Az egyenként vagy 34-2 tányérból álló csoportokban működő 3 méteres antennák biztosítják a NASA által igényelt kommunikáció nagy részét. De olyan speciális esetekben, amikor a távolság akár néhány 34 méteres antenna számára is túl nagy, a DSN menedzsment 70 méteres szörnyeket használ.
„Több esetben fontos szerepet játszanak” – mondja Abraham a nagy antennákról. Az első az, amikor az űrszonda olyan messze van a Földtől, hogy nem lehet vele kapcsolatot létesíteni egy kisebb tányér segítségével. „Jó példa erre a New Horizons küldetés, amely már messze túlrepült a Plútón, vagy a Voyager űrszonda, amely a Naprendszeren kívül van. Csak 70 méteres antennák képesek átjutni hozzájuk és eljuttatni adataikat a Földre ”- magyarázza Abraham.
A 70 méteres tányérokat akkor is használják, ha az űrszonda nem tudja működtetni az erősítő antennát, akár egy tervezett kritikus helyzet, például egy orbitális belépés miatt, vagy azért, mert valami nagyon elromlik. A 70 méteres antennát például az Apollo 13 biztonságos visszajuttatására használták a Földre. Átvette Neil Armstrong híres sorát is: "Kis lépés az embernek, óriási lépés az emberiségnek". És még ma is a DSN a világ legfejlettebb és legérzékenyebb kommunikációs rendszere. „De sok okból már elérte a határát” – figyelmeztet Ábrahám. „A rádiófrekvencián működő technológiát szinte sehol sem lehet javítani. Az egyszerű megoldások fogynak."
Három földi állomás 120 fokra egymástól
DSN lemezek Canberrában
DSN komplexum Madridban
DSN Goldstone-ban
Vezérlőterem a Jet Propulsion Laboratoryban
Rádió és ami utána jön
Ez a történet nem új. A mélyűri kommunikáció története a frekvenciák növeléséért és a hullámhosszok lerövidítéséért folytatott állandó küzdelemből áll. Az Explorer 1 108 MHz-es frekvenciát használt. A NASA ezután nagyobb, jobb teljesítményű antennákat mutatott be, amelyek támogatták az L-sáv 1-2 GHz-es frekvenciáit. Aztán jött az S-sáv fordulata, 2-4 GHz-es frekvenciákkal, majd az ügynökség áttért az X-sávra, 7-11,2 GHz-es frekvenciákkal.
Mára ismét változásokon mennek keresztül az űrkommunikációs rendszerek – most áttérnek a 26-40 GHz-es sávba, a Ka-sávba. „Ennek a tendenciának az az oka, hogy minél rövidebbek a hullámhosszak és minél magasabbak a frekvenciák, annál nagyobb adatsebességet érhet el” – mondja Abraham.
Van ok az optimizmusra, tekintve, hogy a NASA kommunikációs fejlődésének sebessége történelmileg meglehetősen magas volt. A Jet Propulsion Laboratory 2014-es kutatási cikke összehasonlításképpen a következő sávszélesség-adatokat idézi: ha az Explorer 1 kommunikációs technológiájával tipikus iPhone-fotót küldenénk a Jupiterből a Földre, az 460-szor tovább tartana, mint az univerzum jelenlegi kora. Az 2-as évek 4. és 1960. úttörőjének 633 000 év kellett volna. Az 9-es Mariner 1971 55 óra alatt megtette volna. Ma három percig tart az MPC.
Az egyetlen probléma persze az, hogy az űrhajók által fogadott adatok mennyisége ugyanolyan gyorsan, ha nem gyorsabban növekszik, mint az átviteli képességek növekedése. 40 éves működése során a Voyagers 1 és 2 5 TB információt termelt. A NISAR Earth Science műhold, amelyet 2020-ban indítanak fel, havonta 85 TB adatot termel majd. És ha a földi műholdak képesek erre, akkor az ilyen mennyiségű adat átvitele a bolygók között teljesen más történet. Még egy viszonylag gyors MRS is 85 TB adatot továbbít a Földre 20 éven keresztül.
„A 2020-as évek végén és a 2030-as évek elején a Mars-kutatás becsült adatátviteli sebessége 150 Mbps vagy magasabb lesz, szóval számoljunk” – mondja Abraham. – Ha egy tőlünk a Marstól maximális távolságra lévő MPC-osztályú űrszonda körülbelül 1 Mbps sebességet tud küldeni egy 70 méteres földi antennának, akkor 150 darab 150 méteres antennatömbre lenne szükség a 70 Mbps sebességű kommunikációhoz. Igen, természetesen kitalálhatunk okos módszereket ennek az abszurd mennyiségnek a csökkentésére, de a probléma nyilvánvalóan fennáll: a bolygóközi kommunikációt 150 Mbps-os sebességgel megszervezni rendkívül nehéz. Ráadásul kifutunk a megengedett frekvenciák spektrumából.”
Ahogy Abraham bemutatja, az S vagy X sávon működő egyetlen küldetés 25 Mbps kapacitással lefoglalja a teljes elérhető spektrumot. A Ka-sávban több hely van, de a teljes spektrumot csak két, 150 Mbps sávszélességű Mars-műhold foglalja el. Egyszerűen fogalmazva, a bolygóközi internet működéséhez nem csupán rádióra lesz szükség – lézerekre fog támaszkodni.
Az optikai kommunikáció megjelenése
A lézerek futurisztikusan hangzanak, de az optikai kommunikáció ötlete egy Alexander Graham Bell által az 1880-as években benyújtott szabadalomra vezethető vissza. Bell kifejlesztett egy rendszert, amelyben a napfényt egy nagyon keskeny sugárra fókuszálva egy visszaverő membránra irányították, amely a hangok miatt vibrált. A rezgések változást okoztak a lencsén át a nyers fotodetektorba áthaladó fényben. A fotodetektor ellenállásának változása megváltoztatta a telefonon átfolyó áramot.
A rendszer instabil volt, a hangerő nagyon alacsony volt, és Bell végül elvetette ezt az ötletet. De közel 100 évvel később, lézerekkel és száloptikával felfegyverkezve, a NASA mérnökei visszatértek ehhez a régi koncepcióhoz.
"Tudtunk a rádiófrekvenciás rendszerek korlátairól, ezért az 1970-es évek végén, az 1980-as évek elején a Sugárhajtómű Laboratóriumban elkezdték tárgyalni a mélyűrből érkező üzenetek űrlézerek segítségével történő továbbításának lehetőségét" - mondta Abraham. Annak érdekében, hogy jobban megértsük, mi lehetséges és mi nem lehetséges a mélyűri optikai kommunikációban, a laboratórium az 1980-as évek végén megbízást adott egy négyéves tanulmányra, a Deep Space Relay Satellite System (DSRSS) névre. A tanulmánynak meg kellett volna válaszolnia a kritikus kérdéseket: mi a helyzet az időjárási és látási problémákkal (elvégre a rádióhullámok könnyen átjutnak a felhőkön, míg a lézerek nem)? Mi van, ha a Nap-Föld szonda szöge túl éles lesz? Megkülönbözteti-e a földi detektor a gyenge optikai jelet a napfénytől? És végül, mennyibe kerül mindez, és megéri-e? „Még mindig keressük a választ ezekre a kérdésekre” – vallja be Ábrahám. "A válaszok azonban egyre inkább megerősítik az optikai adatátvitel lehetőségét."
A DSRSS azt javasolta, hogy a Föld légköre feletti pont lenne a legalkalmasabb az optikai és rádiós kommunikációra. Azt állították, hogy az orbitális állomásra telepített optikai kommunikációs rendszer jobban működik, mint bármely földi architektúra, beleértve az ikonikus 70 méteres antennákat is. Egy 10 méteres tányért kellett volna Föld-közeli pályára állítani, majd geoszinkronra emelni. Egy ilyen rendszer költsége azonban – amely egy tányértányéros műholdból, egy kilövőrakétából és öt felhasználói terminálból állt – túl magas volt. Sőt, a tanulmány még a szükséges segédrendszer költségét sem tartalmazza, amely műhold meghibásodása esetén működésbe lépne.
E rendszerként a Laboratórium elkezdte vizsgálni a földi architektúrát, amelyet a Ground Based Advanced Technology Study (GBATS) ismertet, amelyet a laboratóriumban végeztek a DRSS-sel nagyjából egy időben. A GBATS-en dolgozó emberek két alternatív javaslattal álltak elő. Az első a hat állomás telepítése 10 méteres antennákkal és méteres tartalék antennákkal, amelyek egymástól 60 fokos távolságban helyezkednek el az Egyenlítő körül. Az állomásokat hegycsúcsokra kellett építeni, ahol az év napjainak legalább 66%-a tiszta volt. Így 2-3 állomás mindig látható lesz bármely űrhajó számára, és eltérő időjárású lesz. A második lehetőség kilenc állomás, amelyek három csoportba vannak csoportosítva, és 120 fokra helyezkednek el egymástól. Az egyes csoportokon belüli állomásokat 200 km távolságra kell elhelyezni egymástól úgy, hogy látótávolságban legyenek, de eltérő időjárási cellákban.
Mindkét GBATS architektúra olcsóbb volt, mint a térmegközelítés, de ezek is voltak problémák. Először is, mivel a jeleknek át kellett haladniuk a Föld légkörén, a nappali vétel sokkal rosszabb lesz, mint az éjszakai vétel a megvilágított égbolt miatt. Az okos elrendezés ellenére a földi optikai állomások az időjárástól függenek. A földi állomásra lézert célzó űrhajónak végül alkalmazkodnia kell a rossz időjárási viszonyokhoz, és újra fel kell vennie a kapcsolatot egy másik állomással, amelyet nem takarnak el a felhők.
Azonban a problémáktól függetlenül a DSRSS és a GBATS projektek lefektették a mélyűri optikai rendszerek elméleti alapjait és a NASA mérnökeinek modern fejlesztéseit. Csak egy ilyen rendszer felépítése és teljesítményének bemutatása maradt. Szerencsére ez már csak pár hónap múlva volt.
A projekt megvalósítása
Ekkor már megtörtént az optikai adatátvitel a térben. Az első tesztre 1992-ben került sor, amikor a Galileo szonda a Jupiter felé tartott, és nagy felbontású kameráját a Föld felé fordította, hogy sikeresen fogadja a 60 cm-es Table Mountain Observatory Telescope és az 1,5 méteres USAF Starfire Optical Range Telescope új-mexikói távcsövéből küldött lézerimpulzusokat. Abban a pillanatban Galilei 1,4 millió km-re volt a Földtől, de mindkét lézersugár elérte a kameráját.
A japán és az európai űrügynökség optikai kommunikációt is létesített a földi állomások és a Föld körüli pályán lévő műholdak között. Ezután 50 Mbps-os kapcsolatot tudtak létrehozni a két műhold között. Néhány évvel ezelőtt egy német csapat 5,6 Gbps-os koherens kétirányú optikai kapcsolatot hozott létre a Föld körüli pályán lévő NFIRE műhold és a spanyolországi Tenerifén található földi állomás között. De mindezek az esetek a Föld-közeli pályához kapcsolódnak.
2013 januárjában telepítették a legelső optikai kapcsolatot, amely egy földi állomást és a Naprendszer egy másik bolygója körül keringő űrhajót köt össze. A Mona Lisa 152 x 200 pixeles fekete-fehér képét továbbították a NASA Goddard Űrrepülési Központjában található Next Generation Satellite Laser Range Station állomásról a Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 300 bps sebességgel. A kommunikáció egyirányú volt. Az LRO hagyományos rádión keresztül küldte vissza a Földről kapott képet. A kép egy kis szoftveres hibajavítást igényelt, de e kódolás nélkül is könnyen felismerhető volt. És akkor már tervbe vették egy erősebb rendszer Holdra indítását.
A 2013-as Lunar Reconnaissance Orbiter projektből: A Föld légköre által okozott átviteli hibák kiküszöbölésére (balra) a Goddard Space Flight Center tudósai Reed-Solomon hibajavítást alkalmaztak (jobbra), amelyet erősen használnak CD-ken és DVD-ken. A tipikus hibák közé tartoznak a hiányzó pixelek (fehér) és a hamis jelek (fekete). A fehér sáv az átvitel enyhe szünetét jelzi.
«» (LADEE) 6. október 2013-án lépett a Hold pályájára, és alig egy héttel később elindította impulzuslézerét adatátvitelre. A NASA ezúttal 20 Mbps-os kétirányú kommunikációt próbált megszervezni ebbe az irányba, és 622 Mbps-os rekordsebességgel az ellenkező irányba. Az egyetlen probléma a küldetés rövid élettartama volt. Az optikai kommunikációs LRO csak néhány percig működött. LADEE 16 órán keresztül kommunikált a lézerével, összesen 30 napon keresztül. Ennek a helyzetnek meg kell változnia a Laser Communications Demonstration Satellite (LCRD) 2019 júniusára tervezett felbocsátásával. Feladata annak bemutatása, hogyan fognak működni a jövőbeli kommunikációs rendszerek az űrben.
Az LCRD-t a NASA Jet Propulsion Laboratory-ban fejlesztik az MIT Lincoln Laboratóriumával együttműködésben. Két optikai terminálja lesz: az egyik az alacsony földi pályán történő kommunikációhoz, a másik a mélyűrhöz. Az elsőnek differenciális fáziseltolásos kulcsot (DPSK) kell használnia. Az adó lézerimpulzusokat küld 2,88 GHz-es frekvencián. Ezzel a technológiával minden bitet az egymást követő impulzusok fáziskülönbsége kódol. 2,88 Gbps-on lesz képes működni, de nagy teljesítményt igényel. Az érzékelők csak a nagy energiájú jelek impulzuskülönbségeit képesek érzékelni, így a DPSK kiválóan működik a Föld-közeli kommunikációval, de nem a legjobb módszer a mélyűrben, ahol az energiatárolás problémás. A Marsról küldött jel energiát veszít, mielőtt elérné a Földet, ezért az LCRD egy hatékonyabb technológiát, az impulzusfázisú modulációt alkalmazza a mélyűrrel való optikai kommunikáció bemutatására.
A NASA mérnökei felkészítik a LADEE-t a tesztelésre
2017-ben a mérnökök repülési modemeket teszteltek egy termikus vákuumkamrában
„Lényegében a fotonok számolása” – magyarázza Abraham. – A kommunikációra szánt rövid időszak több időszegmensre oszlik. Az adatok megszerzéséhez csak azt kell ellenőrizni, hogy az egyes réseknél lévő fotonok ütköztek-e a detektorral. Az adatok így vannak kódolva a FIM-ben.” Olyan, mint a Morse-kód, csak szupergyors sebességgel. Egy adott pillanatban vagy van villanás, vagy nincs, és az üzenetet villanások sorozata kódolja. „Bár ez sokkal lassabb, mint a DPSK, a Marstól való távolságban még mindig tudunk optikai kommunikációt létesíteni tíz vagy száz Mbps sebességgel” – teszi hozzá Abraham.
Természetesen az LCRD projekt nem csak erről a két terminálról szól. Internetes csomópontként is működnie kell az űrben. A földön három állomás működik majd az LCRD-n: egy az új-mexikói White Sands-ben, egy a kaliforniai Table Mountainben, egy pedig Hawaii vagy Maui szigetén. Az ötlet az, hogy rossz idő esetén teszteljék az egyik földi állomásról a másikra való átállást az egyik állomáson. A küldetés során az LCRD adattovábbítóként való működését is tesztelni fogják. Az egyik állomás optikai jele a műholdra kerül, majd egy másik állomásra továbbítja – és mindezt optikai kommunikáción keresztül.
Ha az adatok azonnali átvitele nem lehetséges, az LCRD tárolja és lehetőség szerint továbbítja. Ha az adatok sürgősek, vagy nincs elég tárhely a fedélzeten, az LCRD azonnal elküldi azokat a Ka-sávú antennáján keresztül. Tehát a jövőbeni adóműholdak előfutára, az LCRD egy hibrid rádió-optikai rendszer lesz. Pontosan ilyen egységet kell a NASA-nak a Mars körüli pályára állítania, hogy megszervezzen egy bolygóközi hálózatot, amely támogatja a mélyűr emberi feltárását a 2030-as években.
A Mars online megjelenése
Az elmúlt év során Abraham csapata két tanulmányt írt a mélyűri kommunikáció jövőjéről, amelyeket a SpaceOps konferencián mutatnak be Franciaországban 2019 májusában. Az egyik a mélyűri kommunikációt általánosságban, a másik pedig (““) részletes leírást kínált az infrastruktúráról, amely képes internet-szerű szolgáltatást nyújtani a Vörös Bolygó űrhajósai számára.
A becslések szerint a csúcs átlagos adatátviteli sebessége körülbelül 215 Mbps volt letöltéskor és 28 Mbps feltöltéskor. A marsi internet három hálózatból fog állni: a felszíni kutatási területet lefedő WiFi-ből, a felszínről a Földre adatokat továbbító bolygóhálózatból, valamint a földi hálózatból, egy mélyűri kommunikációs hálózatból, amelynek három helyszíne lesz felelős ezen adatok fogadásáért és a válaszok visszaküldéséért a Marsra.
„Egy ilyen infrastruktúra fejlesztésekor sok probléma adódik. Megbízhatónak és stabilnak kell lennie, még a Marstól való 2,67 AU maximális távolságon is. a kiváló napkonjunkció időszakaiban, amikor a Mars a Nap mögé bújik” – mondja Abraham. Egy ilyen együttállás kétévente fordul elő, és teljesen megszakítja a kommunikációt a Marssal. „Ma nem tudunk mit kezdeni vele. A Marson lévő összes leszálló és keringő állomás körülbelül két hétre egyszerűen elveszíti a kapcsolatot a Földdel. Az optikai kommunikációnál a napelemes kapcsolat miatti kommunikáció kimaradása még hosszabb, 10-15 hétig tart.” A robotok számára az ilyen rések nem különösebben ijesztőek. Az ilyen elszigeteltség nem okoz nekik problémát, mert nem unatkoznak, nem élik át a magányt, nem kell látniuk szeretteiket. De az embereknél ez egyáltalán nem így van.
„Ezért elméletileg megengedjük két, a Mars felszíne felett 17300 1500 km-rel egyenlítői körpályán elhelyezett orbitális adó üzembe helyezését” – folytatja Abraham. A tanulmány szerint egyenként 20 kg-os tömegűek, X-sávban, Ka-sávban és optikai sávban működő terminálkészlettel kell rendelkezniük, és 30-XNUMX kW teljesítményű napelemekkel kell táplálniuk őket. Támogatniuk kell a Delay Tolerant Network Protocolt – lényegében a TCP/IP-t, amelyet a bolygóközi hálózatok által elkerülhetetlenül tapasztalható nagy késések kezelésére terveztek. A hálózatban részt vevő orbitális állomásoknak kommunikálni kell tudniuk a bolygó felszínén tartózkodó űrhajósokkal és járművekkel, a földi állomásokkal és egymással.
„Ez az áthallás nagyon fontos, mert csökkenti a 250 Mbps-os adatátvitelhez szükséges antennák számát” – mondja Abraham. Csapata becslése szerint hat darab 250 méteres antennára lenne szükség ahhoz, hogy 34 Mbps-os adatokat fogadhassunk az egyik keringő adóról. Ez azt jelenti, hogy a NASA-nak három további antennát kell építenie a mélyűri kommunikációs helyszíneken, de ezek megépítése évekig tart, és rendkívül drágák. "De úgy gondoljuk, hogy két orbitális állomás megoszthatja egymással az adatokat, és egyszerre 125 Mbps sebességgel küldheti azokat, ahol az egyik adó az adatcsomag egyik felét, a másik pedig a másikat küldi el" - mondja Abraham. A 34 méter mély űrkommunikációs antennák még ma is képesek egyszerre négy különböző űrhajóról egyszerre fogadni az adatokat, így három antennára van szükség a feladat elvégzéséhez. „Ugyanannyi antenna szükséges két 125 Mbps sebességű adás vételéhez az ég ugyanarról a területéről, mint egy adás vételéhez” – magyarázza Abraham. "Több antenna csak akkor szükséges, ha nagyobb sebességgel kell kommunikálni."
A napelemes kapcsolat problémájának megoldására Abraham csapata egy adóműholdat javasolt a Nap-Mars/Nap-Föld pálya L4/L5 pontjaira. Ezután a kapcsolat időszakaiban a Nap körüli adatok továbbítására használható, ahelyett, hogy jeleket küldene rajta keresztül. Sajnos ebben az időszakban a sebesség 100 Kbps-ra csökken. Egyszerűen szólva, működni fog, de szar.
Addig is a leendő űrhajósoknak a Marson alig több mint három percet kell várniuk, hogy megkapják a fényképet egy cicáról, nem számítva a 40 perces késéseket. Szerencsére mire az emberiség ambíciói még messzebbre visznek minket, mint a Vörös Bolygó, a bolygóközi internet az idő nagy részében már elég jól fog működni.
Forrás: will.com