Передача данных в космосе

12
Rulin
На сайте с 16.01.2008
Offline
133
2466

Давно интересует один интересный вопрос, в гугле пытался что-то найти на эту тему но как-то странно ничего именно про это нет, а вопрос такой: Вот мы уже много раз, за последние годы, видели как ученые, исследователи космоса, запускают в космос различные исследовательские аппараты, которые направляются, например, в сторону «Красной планеты» (Марс), с целью изучения планеты и передачи полученных данных на Землю. По прибытию туда они вполне успешно передают полученные данные на Землю, в том числе присылают фото, и даже видео материалы также еще много различных данных. Каким образом (может какие технологии есть типа bluetooth/wifi :)), им удается передавать данные на такие большие расстояния? Ведь например расстояние между Землей и Марсом составляет от 56 до 400 млн. км. (в зависимости от положения планет). Вот у меня например дома ноут по WIFI в соседнею комнату не всегда достучаться может, а тут такие расстояния. Я понимаю, что скорей всего этот исследовательский аппарат, передает данные не напрямую на землю, а например на какой-нибудь запущенный специально для этого спутник-ресивер (прокси-спутник), а тот в свою очередь на другой спутник, который ближе к земле, а этот уже непосредственно на землю. Но я не думаю, что такие спутники-ресиверы уже проложили прямой канал от Марса до Земли, это ведь не реально, тогда как же все это происходит?

Если кто в теме, или связан с этой отраслью, дайте ссылки на эту тему или на книжные материалы, очень интересно!

Bitcoin Debit Card
Львович
На сайте с 03.06.2007
Offline
158
#1

Rulin, если в двух словах, то обычно выбирается компромисс между качеством передачи информации в реалтайм и полосой пропускания системы. Чем уже полоса, тем меньше требования к энергетике канала, а это в данном случае основное, если расстояние измеряется миллионами километров.

Поэтому, чтобы что-то передать, применяют простой способ: информация компрессируется по времени, а в точке приема разворачивается обратно.

Поясню на примере. В телевизоре частота развертки – 25 кадров в секунду. Именно столько информации надо в реальном времени передавать, чтобы смотреть фильм.

При дальней космической связи подобное энергетически невозможно. В телевидении с медленной разверткой (SSTV) 1 кадр передается несколько минут, зато полоса пропускания исчисляется единицами (десятками) герц.

Зато мощности передатчика – весьма скромные.

В самых экстремальных случаях, когда уровень сигнала ниже уровня шума, применяются более экзотические методы, например, когерентная связь, но это рассказывать уже долго, да и интересно лишь специалистам. Если надо – расскажу.

uanix
На сайте с 17.10.2006
Offline
108
#2

В космосе практически нет препятствий (атмосфера, газы, ЭМ поля и пр.) и это значительно увеличивает растояние... Плюс наверняка используется какие-то супер-пупер типы сигналов.. Ведь данные еще и серьезно шифровать нужно... но это только мои предположения..

Первый кредит БЕСПЛАТНО (https://debtum.ru/?ref=7783) | Хостинг и домены: COM, ORG, NET, INFO... (http://www.dominant.lt/p.php?1187) и UA *.UA... (http://www.dominant.ua/p.php?1187) | А еще я делаю сайты - в личку
Львович
На сайте с 03.06.2007
Offline
158
#3
uanix:
Плюс наверняка используется какие-то супер-пупер типы сигналов..

Ничего экзотического. Ранее вообще чаще всего использовалась частотная и фазовая модуляция. Ну. в последнее время все чаще - кодовое разделение (CDMA или ШПС, кому как больше нравится называть). В последнем случай вопрос шифрации отпадает по определению.

Кстати, не знаю как в последние 10 лет, могу позвонить и поинтересоваться, но ранее 90 и более процентов инфы шло по открытым каналам.

С
На сайте с 21.12.2007
Offline
49
#4
Львович:
В телевизоре частота развертки – 25 кадров в секунду. Именно столько информации надо в реальном времени передавать, чтобы смотреть фильм.

Сорри....а разве не 24 кадра?

Качественные ссылки с трастовых сайтов - навсегда! (http://miralinks.ru/users/registration/from:13484)
D
На сайте с 27.06.2006
Offline
115
#5
Соло:
Сорри....а разве не 24 кадра?

так, не задавайте лишних вопросов

за вами уже выехали :)

Львович
На сайте с 03.06.2007
Offline
158
#6
Соло:
Сорри....а разве не 24 кадра?

24 кадра - в кино, на ТВ - 25 кадров. Привязка к 50-герцовой сети, это снимало проблемы синхронизации в первых телевизорах.

Кстати, данное обстоятельство приводило к возникновению ряда легенд.

Небольшая разница, незаметная глазом, немножко влияла на длительность показа всего фильма, и советский народ свято верил, что некоторые кадры из фильмов при показе по ТВ вырезают.

Tolum
На сайте с 18.01.2006
Offline
75
#7

ТС, а что тебя так удивляет? для электромагнитной волны 400 млн километров это 22 минуты полета, например вышки некоторых мобильных операторов расположены так что сигнал по 2 раза землю огибает и в трубке ты слышишь собственный голос.так что дело только в мощности передатчика..

Что-то вроде женского журнала (http://nbtrends.com/)
Rulin
На сайте с 16.01.2008
Offline
133
#8
Львович:
например, когерентная связь, но это рассказывать уже долго, да и интересно лишь специалистам. Если надо – расскажу.

Был бы очень благодарен за рассказ, или дайте ссылки почитать

uanix:
В космосе практически нет препятствий (атмосфера, газы, ЭМ поля и пр.)

Большое заблуждение, в космосе достаточно много различных Инертных газов, Источников ЭМ полей, Радиации, а также возможно еще много всего того что еще не успел открыть для себя человек. Также при таких больших расстояниях даже самые малые различные космические вещества, могут послужить отражателями сигнала

uanix:

Ведь данные еще и серьезно шифровать нужно...

Весьма сомнительное утверждение. Есть какие либо документальные подтверждения?

ИМХО: учитывая все проблемы передачи на таких расстояниях, о шифровании не может быть и речи!

Tolum:
для электромагнитной волны 400 млн километров это 22 минуты полета

Это по какой формуле вы вычислили? А такой параметр как затухание, учитывали?

Tolum:
например вышки некоторых мобильных операторов расположены так что сигнал по 2 раза землю огибает и в трубке ты слышишь собственный голос

Некогда не думал что радио сигнал вращается по кругу ... Вы наверное имели ввиду отражение от Атмосферы, а это всего лишь 10-50 км.

Tolum:
так что дело только в мощности передатчика

Так откуда, у такого маленького, по сравнению с расстоянием, исследовательского аппарата, возьмется такое большое количество энергии, чтобы генерировать сверх мощные сигналы? На одних солнечных батареях не наживешься...

Tolum
На сайте с 18.01.2006
Offline
75
#9

скорость электромагнитной волны 300 000 км/с. делим 400 000 000 млн км до марса на скорость света получаем 1333 секунды или 22,2 минуты. и по-моему затухание на скорость не влияет. на счет отражения от слоев атмосферы спорить не буду, точно не знаю.

Львович
На сайте с 03.06.2007
Offline
158
#10
Rulin:
Был бы очень благодарен за рассказ, или дайте ссылки почитать

Ссылки дать не могу. Я ж автор, а не читатель. Интернетом, поэтому, практически не пользуюсь.

Если в двух словах, суть когерентной связи заключается в разбивке потока информации на кадры, каждый из которых содержит всего единственную единицу бинарной информации.

Канал связи обеспечивает когерентность (очень точное совпадения фаз, если упрощенно) кадров. А так как сигнал очень слабенький, то приемник и не пытается его обнаружить, а рассчитывает вероятность появления бинарной единицы. Естественно, даже при абсолютной когерентности точное восстановление невозможно. Поэтому весь сигнал подвергается дополнительному кодированию, например избыточным кодом Хемминга. В результате начальное сообщение восстанавливается с максимальной точностью.

Кстати, именно так работают ELF –системы связи с подводными лодками. Точнее, работали. Как сейчас – не знаю, но думаю, точно так же.

Недостаток таких систем – очень уж медленно работают, даже при использовании довольно мощных компов.

12

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий