Wyobraź sobie więc, że musisz pilnie skontaktować się z łazikiem na Marsie. Jak możesz to robić? Aby ludzkość mogła nawet wirtualnie odwiedzić Marsa, sygnał wysłany z Ziemi musi pokonać co najmniej pięćdziesiąt pięć milionów kilometrów! Nawet przy takiej odległości, która jest uważana za najmniejszą i zdarza się raz na 15-17 lat podczas Wielkiej Konfrontacji, opóźnienie w odbieranym sygnale wyniesie około 3 minuty. Jak więc możesz dostać się na Marsa, najlepiej bez zakłóceń?
W jaki sposób łaziki są kontrolowane z Ziemi?
Pomimo tego, że planeta Mars jest bardzo daleko od nas, stworzone przez człowieka łaziki już orają jej zardzewiałą powierzchnię. Te małe urządzenia nie tylko wykonują pełnokolorowe obrazy, ale także przekazują na Ziemię ogromną ilość danych naukowych.
Abyśmy mogli cieszyć się panoramicznymi zdjęciami marsjańskiego krajobrazu, naukowcy stworzyli prawdziwy system, który pozwala nam śledzić cały proces przesyłania danych otrzymanych na Czerwonej Planecie.
Tak więc najczęściej w proces przesyłania danych z Marsa zaangażowane są 3 główne postacie - centrum komunikacji kosmicznej znajdujące się na Ziemi, satelita znajdujący się na orbicie Marsa i sam łazik.
W związku z tym, że planeta Ziemia obraca się wokół własnej osi bardzo szybko, aby zapewnić ciągły sygnał z Marsa, musimy mieć kilka punktów do odbioru i transmisji danych. Punkty te nazywane są stacjami DSN. Stacje znajdują się w Stanach Zjednoczonych, Hiszpanii i Australii, a gdy nasza planeta obraca się w drugą stronę, sygnał jest po prostu przesyłany z jednej stacji do drugiej, umożliwiając mu obsługę statku kosmicznego 24 godziny na dobę.
Film promocyjny:
Najczęściej używaną stacją do komunikacji z łazikami jest stacja DSN znajdująca się w pobliżu stolicy Australii, Canberra. Kompleks ten ma trzy aktywne anteny o różnych rozmiarach: DSS-34 i DSS-45, których średnice wynoszą 34 metry oraz DSS-43, który ma ponad 70 metrów.
Ogólnie stacja ma 4 różne funkcje. Aby więc odebrać czysty sygnał pochodzący z Marsa, stacja Canberra musi nie tylko odbierać zaszyfrowane dane, ale także monitorować możliwość komunikacji między dwiema planetami, przetwarzać dane, przesyłać zespoły kontrolne naukowców do łazika oraz monitorować systemy samej stacji DSN.
Stacja DSN w Canberze w Australii.
Wszystkie informacje, które mają być odebrane przez łazik, przesyłane są do stacji DSN, skąd są wysyłane w kosmiczną podróż na odległą „Czerwoną Planetę”. Sygnał dociera do planety przez około 5-10 minut, pod warunkiem, że Mars znajduje się w stosunkowo bliskiej odległości od Ziemi, po czym zostaje złapany przez orbitującego satelitę marsjańskiego, który wysyła zakodowany sygnał do odbiornika łazika.
Wszystkie łaziki wyposażone są w specjalne anteny, z których każda służy do odbierania i przesyłania danych. Tak więc łazik Curiosity jest wyposażony w trzy anteny naraz, z których każda ma swoje własne funkcje. Antena LGA jest odpowiedzialna za odbiór informacji, antena UHF jest najczęściej używana do transmisji danych, a sprzęt HGA jest odpowiedzialny za odbieranie poleceń sterujących łazikiem.
Czasami łazik generuje tak dużo informacji, że nie zawsze jest możliwe przesłanie wszystkich przydatnych danych na Ziemię. Aby rozwiązać ten problem, specjaliści NASA ustalają priorytety, dzięki którym część danych jest po prostu usuwana, zanim dotrą na naszą planetę.
Czy potrzebujesz satelitów do kontaktu z Marsem?
Jak dowiedzieliśmy się wcześniej, do komunikacji z łazikami musimy użyć satelitów na orbicie „Czerwonej Planety”. Każdy z tych satelitów komunikuje się z łazikiem za pośrednictwem specjalnych okien komunikacyjnych, które zwykle trwają tylko kilka minut. Pomimo krótkiego czasu interakcji, ten czas wystarczy na przesłanie całej niezbędnej ilości informacji.
Jeśli do 2006 roku satelita Odyssey wykonywał pracę sygnalizatora, to obecnie pracuje z nim nowy satelita Mars Reconnaissance Orbiter lub MRO. Oprócz bardzo imponującego arsenału najnowocześniejszych instrumentów naukowych, MRO jest wyposażony w najnowszą kamerę HiRISE, która umożliwia wykonywanie zdjęć w wysokiej rozdzielczości.
Stacje DSN są w kontakcie z MRO przez około 16 godzin dziennie, ponieważ przez resztę czasu satelita znajduje się po drugiej stronie Marsa i jest zamknięty przed transmisją sygnału przez grubość planety.
Pomimo pozornej prostoty procesu, koszt jednej godziny rozmowy wynosi obecnie około 10 000 USD. Jeśli więc pewnego dnia nagle zechcesz zadzwonić do przyszłej kolonii marsjańskiej, to najpierw musisz zebrać przyzwoitą kwotę. Cóż, po przeczytaniu tego artykułu będziesz przynajmniej wiedział, dlaczego rozmowa będzie kosztować tyle pieniędzy.
Daria Eletskaya
