Tātad, iedomājieties, ka jums steidzami jāsazinās ar kādu Roveru uz Marsa. Kā jūs to varat izdarīt? Lai cilvēcei būtu iespēja pat praktiski apmeklēt Marsu, no Zemes sūtītajam signālam jānoiet vismaz piecdesmit pieci miljoni kilometru! Pat ar šādu attālumu, kas tiek uzskatīts par mazāko un kas notiek reizi 15–17 gados Lielās konfrontācijas laikā, saņemtā signāla kavēšanās būs aptuveni 3 minūtes. Kā tad jūs varat nokļūt Marsā, vēlams bez traucējumiem?
Kā rovers tiek vadīts no Zemes?
Neskatoties uz to, ka planēta Marss ir ļoti tālu no mums, cilvēka radītie rovers jau arē savu sarūsējušo virsmu. Šīs mazās ierīces ne tikai uzņem pilnkrāsu attēlus, bet arī pārsūta uz Zemi milzīgu daudzumu zinātnisko datu.
Lai mēs varētu izbaudīt Marsa ainavas panorāmas fotoattēlus, zinātnieki ir izveidojuši reālu sistēmu, kas ļauj mums izsekot visam uz Sarkano planētu saņemto datu pārsūtīšanas procesam.
Tātad, visbiežāk datu pārsūtīšanas procesā no Marsa tiek iesaistīti 3 galvenie skaitļi - kosmosa sakaru centrs, kas atrodas uz Zemes, satelīts, kas atrodas Marsa orbītā, un pats roveris.
Sakarā ar to, ka planēta Zeme ļoti ātri rotē uz savas ass, lai nodrošinātu nepārtrauktu signālu no Marsa, mums ir jābūt vairākiem punktiem datu saņemšanai un pārsūtīšanai. Šos punktus sauc par DSN stacijām. Stacijas atrodas Amerikas Savienotajās Valstīs, Spānijā un Austrālijā, un, kad mūsu planēta pagriežas pretējā virzienā, signāls tiek vienkārši pārsūtīts no vienas stacijas uz otru, ļaujot viņam darboties ar kosmosa kuģi 24 stundas diennaktī.
Reklāmas video:
Visbiežāk izmantotā stacija saziņai ar roveriem ir DSN stacija, kas atrodas netālu no Austrālijas galvaspilsētas Kanberas. Šajā kompleksā ir trīs dažādu izmēru aktīvās antenas: DSS-34 un DSS-45, kuru diametrs ir 34 metri, un DSS-43, kas ir vairāk nekā 70 metri.
Kopumā stacijai ir 4 dažādas funkcijas. Tātad, lai saņemtu skaidru signālu, kas nāk no Marsa, Kanberas stacijai ir ne tikai jāsaņem šifrēti dati, bet arī jāuzrauga komunikācijas iespēja starp abām planētām, jāapstrādā dati, jāpārraida zinātnieku vadības komandas uz roveru un jāuzrauga pašas DSN stacijas sistēmas.
DSN stacija Kanberā, Austrālijā.
Visa informācija, kas roverim jāsaņem, tiek nosūtīta uz DSN staciju, no kurienes tā tiek nosūtīta kosmosa ceļojumā uz tālo “Sarkano planētu”. Signāls uz planētu nokļūst apmēram 5-10 minūtes ar nosacījumu, ka Marss atrodas salīdzinoši tuvu attālumā no Zemes, pēc kura to uztver riņķojošais Marsa satelīts, kurš kodēta signāla palīdzību nosūta rovera uztvērējam.
Visi roveri ir aprīkoti ar īpašām antenām, no kurām katra tiek izmantota datu saņemšanai un pārsūtīšanai. Tātad, Curiosity rover ir aprīkots ar trim antenām vienlaikus, katrai no tām ir savas funkcijas. LGA antena ir atbildīga par informācijas saņemšanu, UHF antena visbiežāk tiek izmantota datu pārsūtīšanai, un HGA iekārta ir atbildīga par komandu saņemšanu rovera vadīšanai.
Dažreiz roveris ģenerē tik daudz informācijas, ka ne vienmēr ir iespējams visus noderīgos datus nosūtīt uz Zemi. Lai atrisinātu šo problēmu, NASA speciālisti nosaka svarīgas prioritātes, kuru dēļ daļa datu tiek vienkārši izdzēsti, pirms tie sasniedz mūsu planētu.
Vai jums ir nepieciešami satelīti, lai sazinātos ar Marsu?
Kā mēs uzzinājām iepriekš, lai sazinātos ar roveriem, mums ir jāizmanto satelīti "Sarkanās planētas" orbītā. Katrs no šiem satelītiem sazinās ar roveru caur īpašiem sakaru logiem, kas parasti ilgst tikai dažas minūtes. Neskatoties uz īso mijiedarbības laiku, šis laiks ir pilnīgi pietiekams, lai pārsūtītu visu nepieciešamo informācijas daudzumu.
Ja līdz 2006. gadam Odisejas satelīts veica pārmijnieka darbu, tad šobrīd ar to strādā jauns satelīts Mars Reconnaissance Orbiter jeb MRO. Papildus tam, ka MRO ir ļoti iespaidīgs vismodernāko zinātnisko instrumentu arsenāls, MRO ir aprīkots ar jaunāko HiRISE kameru, kas ļauj uzņemt augstas izšķirtspējas attēlus.
DSN stacijas ir kontaktā ar MRO apmēram 16 stundas dienā, jo pārējā laikā satelīts atrodas Marsa tālākajā pusē un ir aizvērts no signāla pārraides, pateicoties planētas biezumam.
Neskatoties uz šķietamo procesa vienkāršību, vienas stundas zvana izmaksas pašlaik ir aptuveni 10 000 USD. Tātad, ja kādu dienu pēkšņi vēlaties piezvanīt nākotnes Marsa kolonijai, tad vispirms ir jāsavāc pienācīga summa. Nu, izlasot šo rakstu, jūs vismaz zināt, kāpēc jūsu zvans maksās tik daudz naudas.
Daria Eletskaya