Сколько времени идет радио сигнал связи от Земли до Марса
Планета Марс

Связь Марса с Землей – сколько идет сигнал до красной планеты?

Рубрика:О планете Марс Автор: |

Две планеты с одинаковой длиной суток, но разной длительностью года, словно синхронные пловцы в космосе совершают вращение вокруг Солнца по своим орбитам. Независимо от положения на них, между планетами возможен обмен сигналами.

сколько идет сигнал до марса

Как происходит передача сигнала между Марсом и Землей

Чтобы могла возникнуть радиосвязь, нужны как минимум две станции, находящиеся на определенном расстоянии – передающая и принимающая. Связь Марса с Землей, все общение между двумя планетами осуществляется через спутники.

На орбитальных модулях, таких как Марс Одиссей, Марс Экспресс, Марс Ренессанс, индийской межпланетной станции «Мангальян», связь с Марсом происходила при помощи антенны с высоким коэффициентом направленного действия. Она была настроена на Землю. Оповещение, достигающее Земли, было довольно слабым, но наземная сеть станций собирала сигнал, усиливала его и расшифровывала данные.

Планетоходы же отправляли лучи с данными на орбитальные станции Марс Экспресс и Марс Одиссей, а последние уже передавали их на Землю.

Как передается сигнал в вакууме

Задержка радиосигналов не связана ни с конструкцией оборудования на Земле, ни со способом приемки сигналов на орбите меньшей по массе планеты. Это явление взаимосвязано с фундаментальным физическим релятивистским законом, сформулированным еще в 1905 г. Альбертом Эйнштейном который гласит.

Скорость электромагнитных излучений в вакууме (длинные и короткие радиоволны, радиация, инфракрасное излучение и пр.) равна скорости света, а именно, 300000 километров в секунду с небольшой погрешностью.

Радиосигналы подобно свету в вакууме распространяются с той же скоростью. Сигналы помимо огромного расстояния в космосе должны преодолеть еще и толщу атмосферы, окружающую земной шар. Они проходят через атмосферу, взаимодействуя с частицами воздуха, замедляясь настолько незначительно, что их скорость в этой среде принята равной скорости в вакууме, то есть 300000 км/с.

Сколько идет сигнал до Марса

Управление космическим аппаратом, приближающимся к орбите Марса или находящимся на орбите, обеспечивающим связь на Марсе, с учетом того, сколько идет сигнал до Марса, удаленно – сложный процесс. Радиосигналы, идущие от Земли до Марса, распространяются долго. Во время работы Марсианской научной лаборатории (МНР), планетохода «Кьюриосити» (название происходит от слова curious — любопытный, любознательный) задержка передачи сигналов составляла 13 минут и 48 секунд. Это средний показатель, а минимальное и максимальное значения — 3 и 24 минуты соответственно.

Разница значений связана с тем, что расстояние между Землей и Марсом не всегда одинаковое. Планеты вращаются по эллиптическим орбитам, смещенным относительно Солнца. Их диаметры по величине отличаются.

При минимальном расстоянии Марса от Земли, которое равно 54 550 000 км, сигнал связи, идущий со скоростью 300 000 км/с, достигает приемника через 3 минуты.

Максимальное расстояние при расположении планет по обе стороны от Солнца на наиболее удаленных от центрального светила точках орбит составляет 401 330 000 км. Сигнал будет преодолевать это расстояние в течение 24 минут.

В Европейском центре управления полетами различают разные типы регистрируемого времени – SCET (Spacecraft Event Time), ERT (Earth Receive Time). Первая аббревиатура означает момент времени, во время которого фактически происходит событие на космическом аппарате.

Время события определяется путем прибавления времени прохождения направленного луча со световой скоростью в вакууме (OWLT) к значению времени отправки сигнала. Это значит, сигнал на космическом аппарате будет получен через этот промежуток времени. Также это значение может быть получено вычитанием этого периода от значения полученного сигнала от станции на поверхности Земли, то есть ERT. Это значит, что отправка сигнала с космического аппарата произошла в это время. Вторая аббревиатура соответствует времени возникновения сигнала на Земле, который от Марса, как правило, достигает приёмника за 13 минут.

Перебои связи

Линия между Марсом и Землей, на которой располагаются передающая и принимающая станции, по которой передается радиосвязь, называется LOS – Line of Sight. Когда расстояние между планетами минимальное, прохождению сигналов может ничего не препятствовать. Однако в процессе движения планет солнечной системы по своим орбитам возникают ситуации, когда Солнце, как уже было описано, попадает на эту линию. Оно оказывается на одной линии между станциями, находящимися на двух планетах, и может помешать осуществлению связи.

Оно непомерно воздействует на прохождение радиосигнала, способствуют большой задержке сигнала, а иногда полностью блокирует возможность передачи волн на довольно длительный период, который может исчисляться неделями или месяцами.

Пути решения

Чтобы организовать бесперебойную связь, в том числе во время противостояния двух космических тел может потребоваться модификация сети дальней космической связи (DSN).

Поэтому при планировании сложных систем станций космической связи одной коммуникационной линии будет недостаточно. Для продолжительной и бесперебойной работы станций необходима система спутников, станций космической связи, располагающихся по орбитам Марса и Земли. Три дополнительных спутника, расположенных вокруг Солнца на участках гравитационной устойчивости, могут обеспечить постоянную приемку данных и ее передачу на Марс и на Землю.

Новый способ передачи сигнала

В настоящее время ведется разработка нового вида связи – лазерного коммуникационного демонстрационного реле – Laser Communications Relay Demonstration (LCRD). Это новый вид продвинутой оптической связи для использования в глубоком космосе и для околоземных систем.

Межпланетный интернет

Проект меж планетарного интернета (Interplanetary Internet) предназначен для оснащения станций сверх дальним космическим интернетом. Его разработка ведется на основе нового протокола DTN (Delay/Disruption Tolerant Networking).

В космосе перебои с передачей сигналов – довольно частое явление, и протокол может обеспечить наибольшую проходимость объемов информации даже при сбоях и задержках. Переданный сигнал с данными, полученный на узле, при отсутствии возможности дальнейшей передачи записывается. Затем происходит поиск канала связи, и при появлении возможности связи со следующим узлом данные передаются.

Благодаря этому проекту в будущем на красной планете возможно появление и развитие интернета на Марсе, а научные марсианские станции получат возможность установки вай фай соединений.

Передача информационных данных с помощью сигналов происходит между планетами Марс и Земля с разной скоростью, с разной степенью устойчивости. Количество спутников и орбитальных станций со временем становится больше, и это выдвигает новые требования к уровню оснащенности освоения космического пространства.

Пригодилась информация? Плюсани в социалки!

Что еще можно добавить к вышесказанному?