18:25 

quirischa
администратор
(с капибарой на аватарке)
Два космических зонда Voyager побили все рекорды по пройденным расстояниям. Они отправили нам фотографии Юпитера, Сатурна и Нептуна и продолжают двигаться прочь из Солнечной системы. «Вояджер-1» сейчас находится на расстоянии около 19,5 миллиардов километров (январь 2015) от Земли и по-прежнему отсылает нам данные — 17,5 часов они идут от зонда к нашей планете.

Как зондам удается передавать данные так далеко?

читать дальше

http://hi-news.ru/technology/chtivo-missiya-voyadzher-18-milliardov-kilometrov-ot-zemli.html

@темы: В мире, Интересности

URL
Комментарии
2015-03-23 в 18:36 

Злой Ворон
Love? Truth? Beauty? I prefer negotiable securities.
Еще лет 10 проживут на плутониевой батарейке :)

2015-03-23 в 18:41 

Aaz
Как?! Вы не читали Пикассо?..
Забавно то, что в 1977 году способ дешифрации скорректированных данных по методу Рида-Соломона еще не существовал. К счастью, к тому времени, когда «Вояджер-2» достиг Урана в 1986 году, все было готово.
Не знал.
Век живи, век учись : )

2015-03-23 в 18:49 

Злой Ворон
Love? Truth? Beauty? I prefer negotiable securities.
Aaz, ага, и что компьютер был "удаленно" перепрограммирован на использование этого кода, или, к примеру, перепрограммирование компьютера (на 2-м, кажется, Вояджере) что бы обойти поломку АПЧГ - теперь компьютер расчитывает необходимую частоту для попадания в полосу пропускания приемо-передатчика.

2015-03-23 в 19:35 

Aaz
Как?! Вы не читали Пикассо?..
Злой Ворон
Просто для меня эти разделы математики (теория кодирования, булевы фунции и конечные поля) вроде как профильные, все наработки там кажутся уже чем-то вечным и незыблемым — а потом выясняется, что такие-то результаты были получены всего лет десять назад, ещё когда я был студентом))
Вот тут что-то подобное)

2015-03-23 в 19:50 

quirischa
администратор
(с капибарой на аватарке)
Aaz, Злой Ворон, я из того абзаца не понял, как можно запрограммировать аппаратный дешифратор. В том же и особенность аппаратного моделя, что он "заточен" под какое-то шифрование, но зато выполняет его а) быстро и б) независимо от основного (управляющего) модуля.

URL
2015-03-23 в 20:38 

Aaz
Как?! Вы не читали Пикассо?..
quirischa
Перепрограммируемые интегральные схемы)
В смысле, есть такое железо, на котором можно менять начинку.

(На самом деле, не знаю, оно там или не оно. В принципе, ничто не мешает поменять основной софт, чтобы он просто по-другому использовал доступные аппаратные ресурсы)

2015-03-23 в 21:25 

Злой Ворон
Love? Truth? Beauty? I prefer negotiable securities.
quirischa, или в аппаратном дешифраторе (отдельный аппаратный модуль) была своя "прошивка", которую они и сменили с другим алгоритмом шифрования.

2015-03-23 в 21:28 

quirischa
администратор
(с капибарой на аватарке)
Aaz, Злой Ворон, вы же понимаете, что это тогда программно-аппаратный дешифратор. Разница, возможно, незаметна для человеческого уха... :-)

URL
2015-03-23 в 21:31 

Злой Ворон
Love? Truth? Beauty? I prefer negotiable securities.
quirischa, в статье может быть не отображена суть, кто же будет в дебри ударятся?) Точно так же как и бортовой компьютер, который управляет частотой приемника, взамен умершего модуля АПЧГ. Т.е. при проектировании Вояджера в его схемы было заложено много доступных и эффективных способов справляться с непричтностями, что еще раз говорит о дальновидности насовцев.

2015-03-23 в 21:36 

quirischa
администратор
(с капибарой на аватарке)
Злой Ворон, это космос. Он не прощает ошибок.

URL
2015-03-23 в 22:26 

Sumire Takarai
Фото заряжено на любовь, удачу и сохранность овощей
Космическая крутота

2015-03-23 в 22:56 

Aaz
Как?! Вы не читали Пикассо?..
quirischa
Разница, возможно, незаметна для человеческого уха... :-)
Аллюзию уловил ;-)

2015-03-23 в 23:59 

quirischa
администратор
(с капибарой на аватарке)
Диапазон передачи

The X band is a segment of the microwave radio region of the electromagnetic spectrum. In some cases, such as in communication engineering, the frequency range of X band is rather indefinitely set at approximately 7.0 to 11.2 gigahertz (GHz). In radar engineering, the frequency range is specified by the IEEE at 8.0 to 12.0 GHz (8.9 to 9.1 Bel Hz).

* * *

Portions of the X band are assigned by the International Telecommunications Union (ITU) exclusively for deep space telecommunications. The primary user of this allocation is the American NASA Deep Space Network (DSN). DSN facilities are located in Goldstone, California (in the Mojave Desert), near Canberra, Australia, and near Madrid, Spain.

These three stations, located approximately 120 degrees apart in longitude, provide continual communications from the Earth to almost any point in the Solar System independent of Earth rotation. DSN stations are capable of using the older and lower S band (2 to 4 GHz - QQ) deep-space radio communications allocations, and some higher frequencies on a more-or-less experimental basis, such as in the K band (20 to 40 GHz - QQ).

Notable deep space probe programs that have employed X band communications include:
- the Viking Mars landers;
- the Voyager missions to Jupiter, Saturn, and beyond;
- the Galileo Jupiter orbiter;
- the New Horizons mission to Pluto and the Kuiper belt;
- the Curiosity rover;
- the Cassini-Huygens Saturn orbiter.

An important use of the X band communications came with the two Viking program landers. When the planet Mars was passing near or behind the Sun, as seen from the Earth, a Viking lander would transmit two simultaneous continuous-wave carriers, one in the S band and one in the X band in the direction of the Earth, where they were picked up by DSN ground stations. By making simultaneous measurements at the two different frequencies, the resulting data enabled theoretical physicists to verify the mathematical predictions of Albert Einstein's General Theory of Relativity. These results are some of the best confirmations of the General Theory of Relativity.

URL
2015-03-24 в 00:03 

quirischa
администратор
(с капибарой на аватарке)
Теперь New Horizons:

Communication with the spacecraft is via X band. The craft had a communication rate of 38 kbit/s at Jupiter; at Pluto's distance, a rate of approximately 1 kbit/s is expected. Besides the low bandwidth, Pluto's distance also causes a (one-way) latency of about 4.5 hours (гггг - QQ). The 70 m (230 ft) Deep Space Network (DSN) dishes are used to relay data beyond Jupiter. The spacecraft uses dual redundant transmitters and receivers, and either right- or left-hand circular polarization. The downlink signal is amplified by dual redundant 12-watt traveling-wave tube amplifiers (TWTAs) mounted on the body under the dish. The receivers are new, low-power designs. The system can be controlled to power both TWTAs at the same time, and transmit a dual-polarized downlink signal to the DSN that nearly doubles the downlink rate. DSN tests early in the mission with this dual polarization combining technique were successful, and the capability is now considered operational (when the spacecraft power budget permits both TWTAs to be powered).

In addition to the high-gain antenna, there are two low-gain antennas and a medium-gain dish. The high-gain dish has a Cassegrain layout, composite construction, and a 2.1-meter (7 ft) diameter (providing over 42 dBi of gain, and a half-power beam width of about a degree). The prime-focus, medium-gain antenna, with a 0.3-meter (1 ft) aperture and 10° half-power beamwidth, is mounted to the back of the high-gain antenna's secondary reflector. The forward low-gain antenna is stacked atop the feed of the medium-gain antenna. The aft low-gain antenna is mounted within the launch adapter at the rear of the spacecraft. This antenna was used only for early mission phases near Earth, just after launch and for emergencies if the spacecraft had lost attitude control.

New Horizons will record scientific instrument data to its solid-state buffer at each encounter, then transmit the data to Earth. Data storage is done on two low-power solid-state recorders (one primary, one backup) holding up to 8 gigabytes each. Because of the extreme distance from Pluto and the Kuiper belt, only one buffer load at those encounters can be saved. This is because New Horizons will have left the vicinity of Pluto (or future target object) by the time it takes to transmit the buffer load back to Earth.

URL
2015-03-24 в 00:08 

quirischa
администратор
(с капибарой на аватарке)
Quora (там тоже есть топик про это дело)

Robert Frost (engineer/instructor at NASA):

The signal that leaves Voyager is only about 6 times as powerful as the signal from the average cell phone.

* * *

NASA maintains what is called the Deep Space Network (DSN). It is composed of antenna sites in California, Spain, and Australia (each 120 degrees of longitude apart so that the the full Earth is covered). At these sites are giant dish antennae, ranging from 85 feet to 230 feet across. The antennae are parabolic (bowl shaped) - meaning they are designed so that every signal that hits them is reflected off of the curve towards the center where they are combined, making the signal stronger.

изображение

* * *

Voyager is powered by heat produced from radioactive decay. When it left Earth, that system had an output of bout 450 watts. Today it is down to less than 250 watts.

When Voyager transmits a signal, from its high gain antenna that is pointed at Earth, the signal power is at about 19 watts, but it becomes weaker and weaker as it travels about 16 hours at the speed of light, to reach Earth. By the time it hits one of the DSN antenna it is at about 10E-16 watts. Fortunately Voyager transmits at a very high frequency (x-band 8.4 GHz) which is not commonly used for terrestrial purposes (см. выше - QQ), so the signal doesn't get lost in the clutter from things like cell phones, TV, and GPS.

The DSN is unfortunately underfunded and much of the equipment is very old, so outages sometimes occur and we miss data. Also rain bouncing on the dish is enough to cause us to lose the signal (неудивительно - QQ).

URL
2015-03-24 в 00:13 

quirischa
администратор
(с капибарой на аватарке)
URL
2015-03-24 в 00:17 

quirischa
администратор
(с капибарой на аватарке)
Oguz Orhan, Industrial Automation Engineer:

Voyager I and II were equipped with a redundant pair of transponders for radio system.
S-Band: 9 and 26Watt selectable (2115MHz / 2295MHz), Antenna Gain is 36dB.
X-Band: 12 and 22Watt selectable (8415MHz), Antenna Gain is 47dB.
The antenna is 3.66m diameter parabolic High Gain Antenna (HGA).
We receive Voyager’s signals from Earth via big DSN dish antennas.
One of them has 70m diameter and 66dB transmitting, 73.8dB receiving gain.

TODAY (2015-03-15)
(1AU is equal to Earth-Sun distance)

Voyager I distance is;
19,550,000,000 km (130.7 AU) from Earth,
19,563,000,000 km (130.8 AU) from Sun.
Roundtrip light time from Earth is 36h: 13m: 44s

Voyager II distance is;
16,132,000,000 km (107.8 AU) from Earth,
16,075,000,000 km (107.4 AU) from Sun,
Roundtrip light time from Earth is 29h:53m:43s

For example:
TODAY, when Voyager (I) sends a signal at 22W (13.42dBW) power:
We can receive the signal power as 7.22e-19Watt (-181.4dBW).
Very weak signal because path losses are too big (316.77 dB).
Voyager I’s data bit rate was 21.6 kbps at the beginning, now it is decreased to 160 bit per second (so slow)
Received energy per bit is 4.5e-21 Joule (-203.4 dBJ)

Yes, NASA DSN antenna can hear this signal.

(Внимание, сейчас будет анекдот - QQ)

The situation is similar to that:
If there was a Home Wireless modem 0.1 Watt, 2.4GHz on Neptune and the planet Neptune was on the opposite side of the sun, distance would be 4.7billion km between Earth and Neptune and DSN 70m antenna would receive same level signal power on the Earth!

изображение

URL
   

QQ

главная