Stel je voor dat je dringend contact moet opnemen met een rover op Mars. Hoe kan je dit doen? Om de mensheid de kans te geven Mars zelfs virtueel te bezoeken, moet het signaal dat vanaf de aarde wordt uitgezonden minstens vijfenvijftig miljoen kilometer afleggen! Zelfs met zo'n afstand, die als de kortste wordt beschouwd en eens in de 15-17 jaar tijdens de Grote Confrontatie voorkomt, zal de vertraging in het ontvangen signaal ongeveer 3 minuten bedragen. Dus hoe kun je dan Mars bereiken, en bij voorkeur zonder inmenging?
Hoe worden rovers bestuurd vanaf de aarde?
Ondanks het feit dat de planeet Mars erg ver van ons verwijderd is, ploegen rovers, gemaakt door de mens, al zijn roestige oppervlak. Deze kleine apparaten maken niet alleen afbeeldingen in kleur, maar sturen ook een enorme hoeveelheid wetenschappelijke gegevens naar de aarde.
Om u en mij te laten genieten van panoramische foto's van het landschap van Mars, hebben wetenschappers een echt systeem gemaakt waarmee we het hele proces van het verzenden van gegevens die op de Rode Planeet worden ontvangen, kunnen volgen.
Dus meestal zijn bij het verzenden van gegevens van Mars 3 hoofdfiguren betrokken: een ruimtecommunicatiecentrum op aarde, een satelliet in een baan om Mars en de rover zelf.
Vanwege het feit dat de planeet Aarde erg snel om zijn as draait, om een continu signaal van Mars te kunnen geven, hebben we verschillende punten nodig voor het ontvangen en verzenden van gegevens. Deze punten worden DSN-stations genoemd. De stations bevinden zich in de Verenigde Staten, Spanje en Australië, en wanneer onze planeet de andere kant op draait, wordt het signaal eenvoudig van het ene station naar het andere overgebracht, waardoor het ruimtevaartuig 24 uur per dag kan besturen.
Promotie video:
Het meest gebruikte station voor communicatie met rovers is het DSN-station in de buurt van de Australische hoofdstad Canberra. Dit complex heeft drie actieve antennes van verschillende afmetingen: DSS-34 en DSS-45, met een diameter van 34 meter, en DSS-43, die meer dan 70 meter is.
Over het algemeen heeft het station 4 verschillende functies. Dus om een duidelijk signaal van Mars te ontvangen, moet het Canberra-station niet alleen gecodeerde gegevens ontvangen, maar ook de mogelijkheid van communicatie tussen de twee planeten volgen, de gegevens verwerken, de controleteams van wetenschappers naar de rover sturen en de systemen van het DSN-station zelf bewaken.
DSN-station in Canberra, Australië.
Alle informatie die de rover moet ontvangen, wordt naar het DSN-station gestuurd, vanwaar het op een ruimtereis naar de verre "Rode Planeet" wordt gestuurd. Het signaal gaat ongeveer 5-10 minuten naar de planeet, mits Mars op relatief korte afstand van de aarde is, waarna het wordt opgevangen door een in een baan rond de aarde draaiende satelliet van Mars, die een gecodeerd signaal naar de ontvanger van de rover stuurt.
Alle rovers zijn uitgerust met speciale antennes, die elk worden gebruikt om gegevens te ontvangen en te verzenden. De Curiosity Rover is dus uitgerust met drie antennes tegelijk, die elk hun eigen functies hebben. De LGA-antenne is verantwoordelijk voor het ontvangen van informatie, de UHF-antenne wordt het meest gebruikt voor het verzenden van gegevens en de HGA-apparatuur is verantwoordelijk voor het ontvangen van opdrachten om de rover te besturen.
Soms genereert de rover zoveel informatie dat het niet altijd mogelijk is om alle bruikbare gegevens naar de aarde te sturen. Om dit probleem op te lossen, hebben NASA-specialisten belangrijke prioriteiten gesteld, waardoor een deel van de gegevens eenvoudigweg wordt verwijderd voordat deze onze planeet bereikt.
Heb je satellieten nodig om contact te maken met Mars?
Zoals we eerder ontdekten, moeten we om met de rovers te communiceren satellieten gebruiken in een baan om de "Rode Planeet". Elk van deze satellieten communiceert met de rover via speciale communicatievensters, die meestal maar een paar minuten duren. Ondanks de korte interactietijd is deze tijd voldoende om alle benodigde informatie over te dragen.
Als de Odyssey-satelliet tot 2006 het werk van een seingever uitvoerde, werkt momenteel een nieuwe satelliet Mars Reconnaissance Orbiter of MRO ermee. Naast een zeer indrukwekkend arsenaal aan state-of-the-art wetenschappelijke instrumenten, is de MRO uitgerust met de nieuwste HiRISE camera, waarmee je hoge resolutie beelden kunt maken.
DSN-stations staan ongeveer 16 uur per dag in contact met de MRO, aangezien de satelliet zich de rest van de tijd aan de andere kant van Mars bevindt en door de dikte van de planeet is gesloten voor signaaloverdracht.
Ondanks de schijnbare eenvoud van het proces, bedragen de kosten van een uur bellen momenteel ongeveer $ 10.000. Dus als je op een dag plotseling naar een toekomstige marskolonie wilt bellen, dan moet je eerst een behoorlijk bedrag verzamelen. Nou, na het lezen van dit artikel weet je in ieder geval waarom je telefoontje zoveel geld gaat kosten.
Daria Eletskaya