Nehmen sie neue Horizonte 16 Monate, um uns diese Woche Daten senden

Am frühen Morgen, rollte NASA die höchste Auflösung Aufnahme von Pluto bis dato 16 Stunden vor dem heutigen historischen Vorbeiflug. Morgen werden wir eine neue Reihe von Bildern mit einer zehnmal höheren Auflösung erhalten. Und Pluto Weihnachten ist erst der Anfang, denn es geht um NASA 16 volle Monate zum Herunterladen der Daten sammelt neue Horizonte in dieser Woche.

Die Reise zum Pluto hätte Rekord-superlang schnell, aber Senden von Daten über 3 Milliarden Meilen von Leerraum ist alles andere als. Um zu verstehen warum werfen wir einen kurzen Blick unter die Haube an wie einer der am meisten fortgeschrittene wissenschaftliche Aufklärung jemals gebauten Missionen sammelt, speichert und überträgt Daten.

Eine 3 Milliarden-Meile Snapchat

Läuft auf eine bloße zwei bis 10 Watt Leistung – etwa so viel wie ein Nachtlicht – jedes neuen Horizont sieben State-of-the-Art wissenschaftliche Instrumente ist derzeit beschäftigt eine Flut von Daten auf die Oberflächen-Beschaffenheit, die Atmosphäre und die geologischen Eigenschaften des Pluto, sein Mond Charon, sammeln und seine vier kleinere Monde. Dieser Daten ist zu einem der zwei an Bord, Solid-State-, 8-Gigabyte-Speicherbänke gesendet werden. Von dort, das Raumfahrzeug Hauptprozessor – eine Strahlung Beweis 12 MHz Mungo V – komprimiert, formatiert, sortiert und speichert die Daten auf einer Blockflöte, die NASA mit einer Flash-Speicherkarte für eine Digitalkamera vergleicht. Nachdem gespeichert und formatiert, die wertvolle Wissenschaft und Telemetrie (aka Hauswirtschaft) Daten können für die Übertragung zur Erde – es ist jetzt in einem komprimierten Format gesendet werden, und wird später in ein verlustfreies Format geschickt werden.

Neue Horizonte kommuniziert mit der Erde durch eine Reihe von vier Parabolantenne. Für wichtige wissenschaftliche Daten, es ist in erster Linie die Nutzung eine große (2,1 m breit), High-Gain-Antenne. Aber die high-Gain-Strahl ist nur 0,3 Grad breit, bedeutet, dass neue Horizonte direkt auf die Erde in Ordnung für uns das Signal zu empfangen gerichtet sein muss. Das ist, warum das Handwerk Comm System beinhaltet auch einen breiteren Strahl (4 Grad) mittlere Gewinn Datenträger, die es als Backup in Fällen verwenden können, wenn zeigt möglicherweise nicht so genau. Das Handwerk Comm System beinhaltet auch zwei breiten Strahl, Low-Gain Antennen, die waren zu Beginn der Mission für die erdnahen Kommunikation verwendet, sondern sind zu diesem Zeitpunkt weitgehend verkümmert.

Jeder dieser Satelliten Antenne sendet und empfängt Wissenschaft und Telemetrie-Daten und Befehle über das X-Band, eine Reihe von Frequenzen, die von Satelliten, wireless LAN und Handys eingesetzt werden. Das X-Band besteht aus den 8 bis 12 GHz-Frequenzbereich, in der Mikrowelle-Band des elektromagnetischen Spektrums fallen. Die kleine Wellenlänge der Mikrowellen (verglichen mit längeren Radiowellen) bedeuten, dass es einfacher ist, schmalere Balken von ihnen zwischen zwei Punkten zu übertragen – zum Beispiel zwei Parabolschüsseln befindet sich mehrere Lichtstunden auseinander.

Apropos diese Licht-Stunden: es dauert unser Raumschiff X-Band-Signal etwa 4,5 Stunden 3 Milliarden Meilen von der Erde bis zum Pluto zu fahren. Das ist warum, obwohl neue Horizonte technisch "nach Hause kurz nach 4:00 pm ET heute angerufen", wir bis um 9 Uhr ET heute Abend warten auf ihre Nachricht müssen. (NASA werden Livestreaming heute Abend ist der Check-in, und Sie können es über fangen, um space.io9.com.)

Sonntag und Montag, NASA erhielt eine Reihe von "Failsafe" wobei — vorläufige Sätze von Daten mit hoher Priorität alle sieben wissenschaftliche Instrumente, nur für den Fall, dass etwas schief gegangen und neue Horizonte der Vorbeiflug überlebte nicht. (Wieder eine bessere Vorstellung um 21:00 heute Abend haben wir.) Aber heute stellt die kritischste Datenerfassung Fenster für den neuen Horizont Mission, weshalb wir vor allem in der Dunkelheit gewesen. Wann immer neue Horizonte Daten zur Erde downlinking ist, hat es buchstäblich Verschwenken um uns, was bedeutet, dass es neue fotografieren kann nicht zu bewältigen. Und gerade jetzt, wir wollen unsere Raumfahrzeuge zu so viel Intel auf Pluto und seine fünf Monde (bekannte!) wie möglich sammeln.

Das Sonnensystem schlimmsten DFÜ-Verbindung

Nach der nächsten paar Stunden rund um die Uhr Daten Sammlung werden neue Horizonte seiner Zeit stärker auf seine verführerische neue Bilder und Zahlen nach Hause senden können. Und NASA freut sich sehr für diesen Prozess zu beginnen, da die Rate an der Daten zur Erde übertragen werden können quälend langsam.

Screenshot aus Deep Space Network Goldstone-Empfänger, einer der drei bodengestützten Antennen empfangen von Daten von New Horizons.

Eine Reihe von drei hochempfindlichen bodengebundenen Empfänger — kollektiv bekannt als der NASA Deep Space Network-downlinking sind derzeit neue Horizonte Daten bei einem schleppenden 2.000 Bits pro Sekunde. Um zu verstehen, wie viel Abstand nur darauf ankommt, vergleichen wir diese Rate mit 38 Kilobit pro Sekunde – etwas langsamer als die Übertragungsgeschwindigkeit für moderne Computer-Modems – die waren wir downlinking Daten während New Horizons Jupiter Vorbeiflug im Januar 2007 (Jupiter war zu der Zeit nur 500 Millionen Meilen von uns entfernt). Was bedeutet praktisch, diese Pre-Dialup-Rate ist, dass es Stunden und Stunden für uns, ein einzelnes Bild oder eine kleine Packung Informationen erhalten kann.

Aber wieder, sobald der kritische Datenerfassung vorbei ist, das neue Horizonte-Team ist zuversichtlich, dass wir in der Lage, etwas schneller downlink werden. Das Handwerk ist derzeit in NASA nennt "dreiachsigen zeigenden Modus" konfiguriert (aka, Pluto Modus zu beobachten), aber es werde Übergang über "Spin-stabilisierten Mode" nach die Begegnung ist vorbei. Im Spin-Modus wird New Horizons selbst Pfeil-gerade auf die Erde, spinning entlang seiner Achse zur Erhöhung der Stabilität aufzeigen. Infolgedessen, rechnet NASA wir Downlink Geschwindigkeiten auf etwas in der Nähe von 4.000 Bits pro Sekunde in den nächsten Tagen steigern können. Helfen, die neue Horizonte, die uns wieder eine Auswahl der wichtigsten wissenschaftlichen Daten senden seine sammeln gerade jetzt.

4.000 Bits pro Sekunde möglicherweise verdoppeln unsere aktuelle Downlink-Geschwindigkeit, aber Download Planetologie Daten über 3 Milliarden Meilen ist immer noch ein wenig langsamer als Ihre e-Mail auf einem 56 K-Verbindung laden. Daher der Grund es wird uns eine geschätzte 16 Monate dauern bis alle Daten, die wir in den nächsten Tagen sammeln nach Hause schicken.

Es hat dabei daran, dass wenn etwas schief geht – wenn es ein Hardwarefehler auf das Raumschiff oder ein Problem mit der Downlink ist — haben wir zehn volle Jahre Plutonium Leistung senden und unsere Daten erneut zu senden. Wir können immer wieder versuchen, nach Hause telefonieren selbst als neue Horizonte nach vorne in Richtung der Kuiper-Gürtel für den (geplanten) zweite Phase seiner Mission drückt, wo NASA will neue eisige, planetarische Körper zwischen 2017 und 2019 zu erkunden.

Bist du wirklich Geeking, über diese Dinge, kann man auf der Deep Space Network Website und beobachten, wie einige der anspruchsvollsten Comm-Systeme auf dem Planeten Erde buchstäblich sammeln Informationen, Stück für Stück, das erlaubt uns, einer ganzen Welt, wo alles, was wir hatten bis vor kurzem war, eine Spur von Licht in den Himmel zu bauen.

Als eifrig, wie ich bin, um weitere Informationen zu Pluto, bin ich irgendwie okay mit wahnsinnig langsam Downlink. Immerhin soll das neue Horizonte Wissenschaft team um herauszufinden, was das alles bedeutet viel mehr als 16 Monate dauern. Und in der Zwischenzeit der Rest von uns warten, beobachten und langsam die neuesten faszinierende Einblicke zu tanken, da sie zurück zu uns, Stück für Stück, aus dem kalten, dunklen und unvorstellbar ferne reicht unseres Sonnensystems filtern.

[Neue Horizonte | Die Planetary Society]

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