Сколько идет сигнал с других планет Солнечной системы?
Космические корабли уже давно летают к далеким планетам Солнечной системы, а парочке Вояджеров даже удалось выбраться в гелиопаузу. Откуда мы знаем об их локации? Дело в том, что в ответ поступают снимки и информация с помощью радиоволн.
На самом деле, это сложная система связи. Важно понимать, что из-за удаленности объектов сигналы всегда поступают с задержкой. По всей Земле расположены огромные радиоантенны системы DSN, которые принимают сигналы от аппаратов НАСА. Расположение в разных частях света важно, потому что при вращении планеты космические корабли всегда остаются в поле видимости.
Современные аппараты, отправляющиеся на большие дистанции, пытаются создавать максимально автономными. Например, корабль Новые Горизонты в начале 2019 года пролетел мимо 2014 MU69, отдаленного от Солнца на 43.4 а.е.! Это огромнейшая дистанция, поэтому подобные механизмы следуют специальным приказам, которые учитывают все возможные критические ситуации.
Задержка связи важна особенно при рассмотрении будущих человеческих полетов. Мы можем отправиться на Марс и должны понимать, что говорить придется с задержкой, что в критической ситуации выглядит особенно опасно. Давайте посмотрим, как долго сигнал добирается в одну сторону от Земли к планетам Солнечной системы.
Меркурий
Первая планета от Солнца удалена от нас на 82-217 млн. км (важно учитывать также изменение позиции на орбитальном пути). Поэтому сигнал в одну сторону движется 5-12 минут.
Венера
Это вторая планета от Солнца и одна из ближайших к нам. Дистанция между мирами достигает 38-261 млн. км (орбитальный путь приближен к круговому), а длительность сигнала занимает 3-14 минут.
Марс особенно интересен человечеству, так как готовится стать полноценной колонией. Планета отдалена от нас на 56-401 млн. км, поэтому сигнал будет достигать мира через 4-20 минут. Согласитесь, это не очень удобно для диалога между астронавтами и пунктом приема, но придется как-то вертеться.
Юпитер
Крупнейшая планета Солнечной системы расположена в 588-967 млн. км. При этом ждать обратного ответа придется 35-52 минут.
Сатурн
Самая роскошная кольцевая планета отдалена от Земли на 1195-1660 млн. км, из-за чего сигнал движется в одну сторону за 71-88 минут. Важно отметить, что человечество вряд ли отправится к самим газовым гигантам. Однако нам интересны их спутники, поэтому с задержкой связи придется считаться.
Знаменитая «планета на боку» («Планета на боку. Что случилось с Ураном в прошлом») расположена в 2.6-3.15 млрд. км от нас. Поэтому сигнал достигает этого удаленного мира за 152-168 минут.
Нептун
Это последняя официальная планета в списке, удаленная на 4.3-4.6 млрд. км, а скорость сигнала достигает 242-258 минут.
Постскриптум
То есть, если вы выберетесь за пределы Сатурна, то ответного сигнала от землян придется ждать более двух часов. А теперь представим ситуацию с межзвездными путешествиями. Ученым придется придумать, как можно настроиться на относительно быстрый контакт.
Хотя, может, если мы научимся летать к соседним звездам, то и со связью придумаем что-то более продвинутое? Что думаете?
Источник
OFF: Как американцы на Луну летали
Как Ромикс задавал вопросы которые я обещал передать одному из конструкторов «Бурана»
Вопрос №1 — верит ли он, что после взлета с Луны астронавты США в 1969-1973 годах смогли пристыковаться к орбитальному модулю, который находился в это время на орбите Луны, пользуясь радио-дальномером, джойстиком и секстантом.
И вопрос №2 — верит ли он, что теплокровные живые существа могут пересечь радиационные пояса Ван-Аллена и при этом не разделить участь обезьяны на спутнике Biosatellite III NASA (запущен 29 июня 1969 года, обезьяна умерла через 8 часов после ее подборки — по многим признакам — от острой лучевой болезни).
Заранее благодарю за не односложные ответы.
Он не верит. Он точно знает — сказал.
Ответ на первый краток так как он его не понял. Сам комические аппаратуры, что тогда, что теперь не рассчитывают свою орбиту, у них просто не хватает вычислительной мощности для этого. Орбиты рассчитывают на Земле.
Ответ второй. Так мы живем на такой КА как и запускаем, уровень защиты от электромагнитного поля сильно преувеличен. Основную опасность переставляет гамма поток, для его отклонения нужны мощности порядков какие достигаются в ускорителях элементарных частиц.
(0) «Основную опасность переставляет гамма поток, для его отклонения нужны мощности порядков какие достигаются в ускорителях элементарных частиц.»
Отклонить гамма-поток — это как отклонить свет. Электромагнитным полем.
Ага.
(0) «Он не верит. Он точно знает — сказал.»
Знает что не могли. ?
>А что он говорит по поводу того, как они в дороге ходили в туалет?
а в чем проблема то? жидкое под напором, твердое двигается мускулатурой кишечника
>Почему после 2-х недель невесомости выскакивали на трибуну авианосца как чёртики из табакерки
а что должно произойти через 2 недели с тренированными людьми? Перелом шейки бедра?
>Сам комические аппаратуры, что тогда, что теперь не рассчитывают свою орбиту, у них просто не хватает вычислительной мощности для этого.
спутнику этого не надо. ему достаточно ее поддерживать — это умели еще тогда — достаточно полистать книжки по автоматике космических кораблей
как Буран садился сам тогда вообще не понятно
>Не смогли обеспечить возвращаемый полет сделать?
я смотрел о ящику — были проблемы с доставкой — не смогли сделать аналог Сатурн-5 — пошли другим путем конструкционным и увязли в проблемах
«Обе советские пилотируемые лунные программы так и не были завершены из-за изначального отставания по срокам, более чем пятикратно меньшего относительно США финансирования и некоторых организационных и технических просчётов и неудач, включая конкуренцию и распыление средств между КБ Королёва и Челомея на начальных этапах проектов создания лунных кораблей, отказ самого опытного космического двигательного КБ Глушко делать мощные двигатели для Н1, непроведение наземной отработки ступеней Н1 на дорогостоящих наземных стендах, а также целую серию трагедий (в 1966 году умер Королёв, в 1967 году при неудачном приземлении нового корабля «Союз-1», являвшегося в значительной мере прототипом для корабля 7К-ЛОК, погиб Владимир Комаров, наиболее вероятный кандидат для сложных лунных полётов, в 1968 году в авиакатастрофе погиб Юрий Гагарин).»
А ясно. по баблу не вытянули. Оно и понятно.
>Задача посадки значительно проще, меньше параметров. «Буран», к примеру, не способен самостоятельно долететь до Марса
с фигали посадка проще?? и почему параметров меньше стало?? проще это балистическая посадка какая она есть сейчас — подойти под нужным углом с нужной скоростью и «упасть» в океан /на землю. Самолетная посадка мягко говоря сложнее, и то давно выполняется на автомате
Потом толи собирали, толи извлекали. и сбрасывали в ведро. — В дальнем углу контейнер 20 — оно и есть: http://www.nicegoing.ru/zm1034/img_63dh8y4ks5nwel9_104567.jpg
«В дальнейшем, когда американцы начали летать на орбиту, астронавтовстали оснащать «более передовой» системой. Специальные мочеприемникисобирали мочу, которую хранили в корабле до окончания полета, а вовремена программы Apollo стали выбрасывать в открытый космос. Для решения же более сложной физиологической задачи американцы приклеивали к анусу скотчем специальный пакет с внутренними стенками, покрытымиабсорбирующим материалом. После облегчения астронавт специальнымвыступом этого пакета очищал тело от нечистот, после чего аккуратноотклеивал его, добавлял внутрь консервант и выбрасывал закупоренныйпакет в мусорный бак. Для приватности во время этого процессаастронавтам разрешалось выключать бортовую видеокамеру. По сообщениямамериканской периодики тех лет, бывали случаи, когда такой пакетотклеивался в неподходящий момент. В том числе из-за этого многихастронавтов удручала подобная система, но до появления «Шаттла» имприходилось с ней мириться. Чтобы хоть как-то облегчить страданияпокорителей космоса, NASA разрабатывала для них продукты, позволявшиепользоваться пакетами как можно реже».
Опти по поводу цвета Луны:
«Борман (со смехом): «Хорошо, нам это удалось. Это следы метеоритов, не так ли?»
Карр (ЦУП): «На что похожа Луна?»
Ловелл: «Серая, цвета нет, напоминает гипс…» «
Вот устройство приема фекалий и девайсы очистки тела.
(42) у тебя палатка, ты находишься в ней — она загерметизирована? И в ней температура воздуха точно такаяже?
а теперь совсем сложно внеси в нее свечу, что станет с температурой?
Источник
Космические радиолинии
Электромагнитные волны, с помощью которых радиосигнал передается в космическом пространстве, движутся с гигантской скоростью скоростью света. На Земле задержки в передаче почти не ощущаются, а вот с космонавтами на орбите приходится говорить уже с задержкой. Ответ с Луны будет идти полторы секунды, с Марса уже минут шесть. Кроме того, по мере удаления передатчика сигнал стремительно затухает. Как же быть? Проблема тяжелая, но решаемая.
Сегодня самый удаленный космический объект, с которым поддерживается радиоконтакт, это американская автоматическая межпланетная станция «Вояджер-1», запущенная 5 сентября 1977 года. В августе прошлого года она преодолела рубеж 100 астрономических единиц (15 миллиардов километров) и вплотную подошла к границе Солнечной системы. Радиосигнал с такого расстояния идет около 14 часов.
«Вояджер-1» самая далекая космическая станция, с которой поддерживается связь
Информация с «Вояджера» на Землю передает жестко скрепленная с корпусом параболическая антенна диаметром 3,65 метра, которая должна быть сориентирована точно на родную планету. Через нее на частотах 2295 МГц и 8418 МГц шлют сигналы два радиопередатчика мощностью по 23 ватта. Для надежности каждый из них дублирован. Большая часть данных транслируется на Землю со скоростью 160 бит/с это всего раза в три-четыре быстрее, чем скорость набора текста профессиональной машинисткой и в 300 раз медленнее телефонного модема. Для приема сигнала на Земле используется 34-метровые антенны сети дальней космической связи NASA, но в некоторых случаях задействуются самые большие 70-метровые антенны, и тогда скорость удается поднять до 600 и даже 1400 бит/с. По мере удаления станции ее сигнал слабеет, но еще важнее то, что постепенно снижается мощность радиоизотопных генераторов, которые питают передатчики. Ожидается, что станция сможет передавать научные данные еще по крайней мере 10 лет, после чего связь с ней прекратится.
Уже из этого описания видно, что космическая радиосвязь зависит от множества различных факторов: дальности, мощности передатчика, размеров бортовой и наземной антенн, длины волны, качества приемопередающей электроники, помех, шумов, поглощения сигнала в окружающей среде и даже от скорости движения космического аппарата.
Радиомалыши
Связь с космическими аппаратами поддерживают не только профессионалы, но и любители. Первый американский радиолюбительский спутник OSCAR-1 был запущен уже в 1961 году, а в 1969-м в США появилась и общественная спутниковая радиолюбительская организация AMSAT (AMateur SATellite). В СССР первые радиолюбительские аппараты «Радио-1» и «Радио-2» были запущены 26 октября 1977 года. Заядлыми радиолюбителями являются многие космонавты и астронавты. Космонавт Муса Манаров, например, первым вышел на связь в любительском диапазоне с борта орбитальной станции «Мир». На Международной космической станции тоже есть коротковолновая радиостанция, и в часы отдыха экипаж иногда выходит на связь с радиолюбителями разных стран.
А около 10 лет назад из спутникового радиолюбительства возникло новое бурно развивающееся направление «студенческие» спутники. Как оказалось, участие студенческих групп в создании космических аппаратов очень эффективный способ подготовки квалифицированных кадров для космической и других высокотехнологичных отраслей промышленности.
Тонна киловатт кубометр
Принцип действия радиосвязи состоит в том, что колебания тока в антенне передатчика создают в окружающем пространстве электромагнитные волны, которые, двигаясь со скоростью света, достигают антенны приемника и возбуждают в ней переменный электрический ток. Этот наведенный ток очень слаб, но если настроить приемник точно в резонанс с частотой радиоволны, то даже слабое ее воздействие может раскачать в антенне вполне заметные колебания. Затем их усиливают, анализируют и извлекают переданную информацию.
Радиоволны различных диапазонов по-разному проходят через земную атмосферу. Для космической связи оптимален диапазон от 1,5 до 30 сантиметров. За пределами этого окна радиосигнал заметно ослабляется в атмосфере или даже может от нее отразиться. На более коротких волнах потери энергии растут за счет поглощения молекулами воды и кислорода в тропосфере, а на более длинных волнах прохождению сигнала все сильнее мешает ионосфера, которая для волн длиннее 1030 метров становится непреодолимой преградой. Поглощение радиоволн также вызывается дождем и туманом, но, конечно, не в такой мере, как в оптическом диапазоне.
Приемник не улавливает радиоволны, если они слабее его порога чувствительности. Между тем энергия электромагнитных волн падает как квадрат пройденного ими расстояния. Это значит, что сигнал с Марса будет в сотни тысяч раз слабее, чем такой же сигнал, переданный с Луны, а с Плутона еще в тысячу раз слабее. У инженеров есть несколько способов удержать радиосигнал выше порога чувствительности приемника. Самый очевидный увеличить мощность передатчика. На Земле это легко сделать антенны системы дальней космической связи NASA излучают в космос до полумегаватта энергии. А вот на космическом аппарате бюджет энергии жестко ограничен. Ее вырабатывают либо солнечные батареи, либо радиоизотопные генераторы. И для получения большей мощности надо увеличивать их массу. При этом растут также площадь и масса радиаторов, отводящих избыток вырабатываемого тепла. Общая масса аппарата ограничена возможностями ракеты-носителя, а увеличить же массу отдельной системы за счет других чаще всего невозможно. Космические аппараты это очень гармоничные технические комплексы, где все параметры жестко завязаны друг на друга: нельзя серьезно изменить одну систему, не повлияв на параметры других. Сегодня для спутников существует эмпирическая формула: «1 кг, 1 Вт, 1 литр», которая означает, что объем спутника массой в 1 тонну составит около 1 кубометра, а его система энергопитания способна достичь мощности 1 киловатт. К примеру, мощность передатчиков радиолюбительских спутников составляет всего несколько ватт, а современные телекоммуникационные аппараты на геостационарной орбите могут иметь передатчики мощностью несколько киловатт, что позволяет принимать их сигнал небольшими «тарелками» спутникового телевидения.
Если увеличить размер приемной антенны, то можно собрать больше энергии электромагнитной волны и поймать сигнал более слабого передатчика. В космосе размеры антенн обычно не превышают габаритов обтекателя ракеты-носителя, то есть нескольких метров. Хотя в последнее время инженеры научились обходить это ограничение антенны все чаще делают разворачиваемыми. Например, аппараты «Турая» (Thuraya), поддерживающие мобильную спутниковую связь, оснащены 12-метровой антенной, которая разворачивается как зонтик из первоначальной компактной укладки. На Земле для дальней космической связи используются параболические антенны диаметром до 70 метров. Это уже близко к пределу современные конструкционные материалы не позволяют создавать на поверхности Земли намного более крупные подвижные антенны, поскольку они деформируются под собственной тяжестью. В будущем их местом станет околоземная орбита. В невесомости гигантская космическая антенна может быть постепенно собрана из очень легких ажурных элементов.
Источник