Связь МКС с Землей

0
515

Представьте, что вы не можете поговорить с друзьями или семьей в течение шести месяцев. А теперь представьте, что вы также парите на высоте 250 миль над Землей. С какими проблемами вы можете столкнуться при получении или получении сообщения?

Общение жизненно важно для космонавтов, когда они находятся в космосе. Это не только позволяет им разговаривать со своими друзьями и семьей дома, но также позволяет им общаться с командой экспертов на местах, которая помогает им безопасно выполнять свою миссию.

Связь на низкой околоземной орбите, где вращается Международная космическая станция (МКС), практически мгновенная. Когда вы путешествуете дальше в космос, общение становится немного сложнее. Чем дальше вы путешествуете в космосе, тем больше у вас проблем с общением.

НАСА кодирует данные в различных диапазонах электромагнитных частот. Эти полосы пропускания — диапазоны частот — имеют разные возможности. Более широкая полоса пропускания может передавать больше данных в секунду, что позволяет космическим кораблям быстрее передавать данные по нисходящей линии связи.

В настоящее время НАСА полагается в первую очередь на радиоволны для связи, но агентство разрабатывает способы связи с помощью инфракрасных лазеров . Этот тип передачи, получивший название оптической связи, обеспечит более высокую скорость передачи данных, чем когда-либо прежде.

НАСА кодирует данные в различных диапазонах электромагнитных частот. Эти полосы пропускания — диапазоны частот — имеют разные возможности. Более широкая полоса пропускания может передавать больше данных в секунду, что позволяет космическим кораблям быстрее передавать данные по нисходящей линии связи.

Связь МКС с Землей

К настоящему времени Интернет достиг практически всех уголков Земли, а не только ее поверхности. Быть онлайн на борту самолета — это уже старая проблема, и даже у Международной космической станции есть подключение к Интернету. Агентства по исследованию космоса готовятся двигаться дальше и подключать другие планеты в нашей солнечной системе. Космический Интернет — это не только работа; это помогает людям, далеким от матери-Земли, поддерживать связь со своим домом.

Несмотря на то, что МКС вращается на высоте около 400 км (около 250 миль), данные охватывают гораздо большее расстояние, чтобы достичь Земли. Во-первых, МКС посылает сигнал вверх, на спутник-ретранслятор, летящий на высоте 35 786 км (22 000 миль) над землей. Только оттуда он может спуститься на наземную станцию космической связи.

Таким образом, общее расстояние, пройденное по данным, полученным на борту МКС, и ответному сигналу, отправленному на нее, составляет чуть менее 150 000 километров или около 100 000 миль. На это нужно время. По словам сотрудника НАСА, при обмене данными с МКС задержка передачи составляет около полсекунды — примерно в 20 раз больше, чем у среднего кабельного соединения .

Кроме того, космонавтам нужна доступная им спутниковая связь не только для Интернета. Они также используют его для потоковой передачи большого количества научных данных и видеоконтента (который их коллеги на земле транслируют в Интернет, чтобы пользователи могли следить за жизнью на борту МКС и видами с нее ) в центр управления полетами. Тот же спутниковый канал позволяет жителям МКС проводить аудио- и видеоконференции с Землей.

В результате только небольшая часть пропускной способности может использоваться для твитов и просмотра. Более того, хотя нисходящая линия связи спутника составляет 300 Мбит / с, восходящая линия ограничена 25 Мбит / с. По скорости соединение, доступное для ISS, сравнимо с таковым у древних модемов.

Кроме того, станция периодически покидает зону покрытия спутника. За каждые 1,5 часа, за которые МКС обращается вокруг Земли, она может вообще не иметь покрытия в течение 15 минут.

Связь МКС с Землей

Дефицит электроэнергии

Проблема с топливом может быть частично решена с помощью электричества, которое может снизить потребление топлива и является возобновляемым с помощью солнечных батарей. Электричество также требуется для связи с Землей и другими космическими кораблями. Но спутники иногда закрываются от Солнца нашей планетой, поэтому они работают от батарей, емкость которых ограничена. Связь не происходит мгновенно. Они связаны универсальным ограничением скорости: скорость света около 186 000 миль в секунду. Для космических аппаратов, близких к Земле, эта временная задержка — или задержка связи — почти ничтожна.

Поскольку передача данных проходит на большие расстояния или через атмосферу, качество их данных может ухудшаться, искажая сообщение. Радиация от других миссий, Солнца или других небесных тел также может влиять на качество передачи.

Чтобы убедиться, что центры операций миссии получают точные данные, НАСА использует методы обнаружения и исправления ошибок. Методы исправления ошибок включают компьютерные алгоритмы, которые интерпретируют передачу с шумом как полезные данные.

До появления космической сети астронавты и космические корабли НАСА могли общаться с командой поддержки на Земле только тогда, когда они находились в поле зрения антенны на земле. Это позволяло осуществлять связь менее 15 минут каждые полтора часа. Представьте, если бы наши сотовые телефоны работали именно так. Было бы сложно поддерживать связь с семьей и друзьями или отвечать на важные сообщения. Космическая сеть обеспечивает практически непрерывное покрытие связи каждый день.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here