宇宙でのコミュニケーションとテクノロジーに関する質問と回答。 パート2

宇宙でのコミュニケーション、ガジェット、コミュニケーションについての話を続けます。 最初のパートでは、宇宙飛行士が仕事、休暇、友人や家族とのコミュニケーションで使用されるISSのネットワークにアクセスする方法を学びました。



このパートでは、新しい一連の質問について説明します。困難な宇宙の状況では、なぜ地球のガジェットを置く場所がないのか、NASAとロスコスモスは惑星間インターネットについてどう考えているのか。





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宇宙空間や他の惑星で技術機器を使用できますか?



ISSには多くのガジェットがありますが、非常に頻繁に故障します。たとえば、最も一般的な問題の1つは画面の破損です。これは、高圧または作業が長すぎることに関連しています。



宇宙空間では、はるかに多くの要因が技術に影響を与えるため、そのような機器を開発する際には、放射線防護、信頼性(耐久性)、冷却システムを考慮する必要があります。



宇宙空間の放射線レベルが高くなると、最終的に集積回路が損傷します。 さらに、太陽嵐の間、惑星の電磁場は時々放射を反射します。 従来の消費者向けの技術では、このような影響を損傷することなく生き残ることはできません。



そして、月に、通常の地球の機器は宇宙と太陽放射にさらされて、正常に機能することができないでしょう、 NASAの材料を引用して Quoraユーザーは言いました 。 NASAの同意を得てすべての宇宙飛行士に提供されている非常に信頼性の高いオメガスピードマスターウォッチでさえ、月面歩行を生き延びていません。 2番目の表面で、時計の結晶の1つが壊れ、宇宙飛行士のデイブ・スコットは、ブローバの予備の時計を装着する必要がありました。 故障の本当の原因は不明です(単なる事故である可能性があります)が、これはすべての地上のデバイスが宇宙にいることに耐えることができないことをもう一度証明しています。



しかし、もちろん、宇宙探査用に特別に設計された機器は、さらに厳しい条件に耐えることができます。 毎年、革新的な高度なコンセプトプログラムの一環として、NASAは有望なプロジェクトを選択しています



2014年には、NASAクリーブランドリサーチセンターのスティーブンオレソンもサポートされました。 彼は、土星の衛星タイタンにあるユニークな炭化水素湖は「潜水艦」の助けを借りて探検されるべきだと考えています。 しかし、地上の潜水艦と比較して、タイタンの装置には少なくとも1つの利点があります。水とは異なり、炭化水素は電波を送信するため、通信するために浮上する必要はありません。 彼らはそのような船を2040年代にタイタンに送る予定です。



2016年には、選択されたプロジェクトの中に、宇宙で効果的に機能するデバイスがさらにいくつかあります 。 たとえば、極度の偵察および移動条件用の多機能軽量惑星探査機(バージニア工科大学のJavid Bayandor)および金星(パサデナにあるNASAの研究所のRatnakumum Bugga)で使用する強力な研究探査機。 資金提供されたすべてのプロジェクトの完全なリストは、 ここにあります





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惑星間インターネットはありますか?



惑星間通信システムが整備されています。たとえば、2013年には、火星(MRO)の軌道上の衛星の1つから約25 TBのデータを受信しました。 ただし、データ転送速度は5.2 Mb / sであるため、科学情報の送信には7.5時間かかり、HiRISEカメラからの1枚の画像には1.5時間かかります。 原則として、宇宙の基準ではそれほど悪くはありません。 ( ソースの 「データのジレンマ」を参照)。 しかし、ご存知のように、完璧に制限はありません。



ロシア側 、2012年に地球からISSロシアセグメントへ、またはその逆にデータを送信するためのレーザー通信システム(SLS)をテストしました。 このシステムは、ISSのオンボードレーザー通信端末(BTLS)と北コーカサスのArkhyzステーションの地上レーザー端末(NLT)で構成されていました。



125 Mb / sの速度を達成し、2.8 GBのデータを転送することが可能でした。 しかし、研究の結果と計画された第2段階については何も知られていない:データが分類されたか、実験が中断された、とCosmoBlogの著者は述べている。 (レーザー通信システムの詳細については、「宇宙レーザー通信の実装に関する実験」の章を参照してください )。



おそらくこの理由のために、ネットワークはロシアの研究開発、特に宇宙での通信の分野での材料がはるかに少ない。 しかし、おそらくロスコスモスは他の優先タスクを課します(そのリストはここにあります )。 ちなみに、星間通信の発展は、「宇宙探査のリモートパースペクティブ」セクションにのみ記載されています。



2013年、月面での月面レーザー通信デモンストレーション(LLCD)双方向レーザー通信システムのテストに成功ました。 データは、短パルスレーザーと衛星を使用して送信されます。 ニューメキシコ州の地上局には4つの望遠鏡があり、それぞれが暗号化されたデータを赤外線パルスで送信します。 月軌道上の衛星は信号を受信し、光パルスと電気パルスを使用して月に送信します。



同時に、NASAの科学者はデータ転送速度を4,800倍に増やすことができました(以前の同様のプロジェクトと比較して)-622メガビット/秒に達しました。 地上局からの帰還信号の速度は20 Mbit / sでした。これは、デバイスが地球の表面から385,000 km離れている距離を考慮すると、非常に良好です。 この技術により、気象条件に関係なく、宇宙から送信される画像と3Dブロードキャストの品質が向上しました。



レーザー技術の成功は、宇宙空間でのコミュニケーションの可能性に関する研究の発展に貢献しています。 したがって、2017年末までに、NASAチームは2020年のディスカバリーミッションで使用されるプロトタイプのレーザー通信デバイスを製造し、完全にテストする予定です。



深宇宙DSOCの光通信システムは、地球に近い小惑星から木星まで機能することができます。6,300万キロメートル(火星から)の距離からのデータ転送速度は250 Mb / sで、デバイスの重量は75ワットの電力でわずか25 kgです。 月軌道プローブの今日のシステムの重量は60 kgで、出力は120ワットです。 ( ソースの 「深宇宙へのレーザー」を参照)。



現在、データ伝送はさらに長い距離で行われています。たとえば、1977年に打ち上げられたVoyagersは、地球から1,930億キロメートルの距離にあり、写真を地球に送り続けています。 これらの信号の受信は、NASA深宇宙通信ネットワーク(DSN)のおかげで可能です。 しかし、現代の技術では、空間内のオブジェクト間のデータ交換がまったく異なるレベルになります。おそらく、接続速度が実際に空間になり、ローバーや他の惑星を探索する車両のカメラにオンラインでアクセスできるようになる可能性があります。



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