Sesekali, NASA menerbitkan foto sesuatu di ruang yang diambil oleh salah satu probe mereka. Tapi bagaimana tepatnya penyelidikan di ruang angkasa mengirim foto -foto itu kembali kepada kita di bumi? Ya, sebenarnya cukup sederhana, dan Anda menggunakan teknologi yang beroperasi pada prinsip -prinsip yang sama setiap hari tanpa menyadarinya.
NASA menggunakan transmisi data nirkabel untuk berkomunikasi dengan probe
Transmisi data nirkabel terdengar seperti istilah fiksi ilmiah, tetapi tidak hanya itu sangat nyata, itu sangat umum. Anda mungkin menggunakan transmisi data nirkabel untuk membaca artikel ini sekarang. Transmisi data nirkabel persis seperti apa – transmisi semua jenis data tanpa menggunakan kabel. Mendengarkan radio mobil Anda, mengakses internet dengan Wi-Fi, dan melakukan panggilan telepon dengan ponsel Anda adalah semua contoh transmisi data nirkabel.
Dalam sebagian besar kasus tersebut, data ditransmisikan oleh gelombang radio. Gelombang ini, bagian dari spektrum elektromagnetik, dikirim dari satu perangkat, seperti router Wi-Fi Anda atau menara sel, ke yang lain, seperti laptop atau smartphone Anda. Gelombang ini dapat diblokir atau dipengaruhi oleh rintangan dan jarak, itulah sebabnya koneksi Wi-Fi Anda mungkin di bawah standar ketika Anda jauh dari router atau memiliki banyak hal di antara Anda dan itu.
Ilmu yang tepat tentang bagaimana data disimpan dan ditafsirkan dalam gelombang radio ini bisa sangat rumit, tetapi untuk tujuan kami, ketahuilah bahwa informasi dapat ditransmisikan melalui gelombang radio. Itu termasuk suara, visual, urutan, dan banyak lagi. Itu sebabnya NASA menggunakan transmisi data nirkabel untuk berkomunikasi dengan probe ruang dalamnya. Namun, mereka sangat jauh, dan jika jarak memengaruhi kekuatan gelombang radio, itu seharusnya menjadi masalah, bukan?
Nah, peralatan NASA sedikit lebih kuat dari apa yang dimiliki oleh orang biasa yang kami miliki.
Jaringan Deep Space NASA mengirim dan menerima gelombang radio
Pernahkah Anda melihat salah satu hidangan radio besar di tengah padang pasir, baik itu dalam film, permainan, atau bahkan secara langsung? Hidangan seukuran bangunan digunakan untuk mengirim dan menerima sinyal dari Deep Space. Yang dioperasikan oleh Laboratorium Propulsi Jet NASA adalah bagian dari jaringan luar angkasa mereka atau DSN.
Antena radio raksasa ini adalah perangkat telekomunikasi paling kuat yang dibuat oleh manusia, dan ada tiga situs berbeda di seluruh dunia. Setiap situs sama dengan satu sama lain, sekitar 120 derajat terpisah di bujur, dan mereka terletak di dekat Canberra, Australia; Madrid, Spanyol; dan Barstow California, masing -masing. Ada alasan bagus untuk pengaturan posisi ini.
Cara utama bagi NASA untuk berkomunikasi dengan probe luar angkasa mereka adalah dengan mengirim informasi kepada mereka melalui gelombang radio. Hidangan radio besar DSN diarahkan langsung ke pesawat ruang angkasa jauh dari bumi. Mereka dapat menyorot gelombang radio langsung di pesawat ruang angkasa, yang akan menerima gelombang radio dengan pemancar mereka sendiri. Beginilah NASA memberikan instruksi pada banyak probe operasi mereka setelah mereka sudah digunakan dan jauh.
Ini juga mengapa stasiun DSN sama -sama satu sama lain, terpisah 120 derajat – salah satu dari mereka dapat melihat probe NASA setiap saat. Tidak ada satu momen pun dalam hari ketika hidangan radio DSN tidak memiliki pesawat ruang angkasa NASA yang terlihat. Ini juga berarti bahwa pesawat ruang angkasa yang dimaksud dapat mengirim informasi kembali ke bumi dengan gelombang radio sendiri, karena selalu ada hidangan yang diarahkan dan siap menerima transmisi.
Itu sebabnya hidangan DSN juga sangat besar. Ruang sangat besar, dan meskipun sinyal radio dapat melakukan perjalanan jutaan tahun cahaya, mereka akan sangat pingsan dan sulit dideteksi pada saat mereka mencapai Bumi. Ini terutama berlaku untuk gelombang radio yang dihasilkan oleh probe luar angkasa NASA, yang tidak memiliki kapasitas untuk menghasilkan gelombang radio yang sangat kuat. Ukuran hidangan DSN memastikan mereka dapat menangkap bahkan sinyal terlemah.
Tentu saja, NASA sudah meningkatkan metode komunikasi ruang dalamnya. Ada hidangan hibrida yang relatif baru di DSN yang mampu berkomunikasi melalui gelombang radio dan sinyal optik. Antena hibrida ini, yang disebut Deep Space Station 13, mengungguli hidangan klasik dan komunikasi radio mereka semata -mata dengan menggunakan laser untuk mengirimkan data.
Kedua bentuk perjalanan komunikasi dengan kecepatan cahaya, sehingga transmisi sinyal optik tidak lebih cepat dalam hal itu, tetapi kecepatan unggahan dan pengunduhan informasi jauh berbeda. Tingkat transfer data untuk transmisi sinyal optik adalah 15 megabit per detik, sekitar empat puluh kali lebih cepat dari transfer gelombang radio. Ketika NASA terus mengembangkan teknologi ini, mereka akan dapat mengirim dan menerima informasi yang lebih canggih pada kecepatan transfer yang lebih tinggi daripada DSN yang secara tradisional mampu.
Namun pada akhirnya, transmisi optik hanyalah metode yang lebih efisien dari opsi gelombang radio. Beginilah NASA menerima foto yang diambil dari probe luar angkasa mereka. Paling sering hanya transmisi gelombang radio, sama sekali tidak berbeda dengan perangkat rumah tangga biasa yang Anda gunakan setiap hari, berlangsung lebih jauh. Di masa depan, laser kemungkinan akan mengambil alih peran ini sepenuhnya.
Keterbatasan DSN untuk misi mendatang
DSN adalah aset yang sangat berharga bagi kemanusiaan dan impian mereka tentang eksplorasi ruang angkasa di masa depan. Meskipun telah memicu keingintahuan kami selama lebih dari lima puluh tahun, suatu hari akan tidak memenuhi kebutuhan kami. Hari itu bahkan mungkin tidak terlalu jauh di masa depan, dan itu bukan karena DSN secara khusus, tetapi keterbatasan yang dikenakan pada kita oleh fisika.
Meskipun probe luar angkasa yang dalam, NASA berkomunikasi dengan sangat jauh dari Bumi dalam banyak kasus, secara relatif berbicara, mereka dapat berkomunikasi dengan kami dengan cepat. Itu karena gelombang radio melakukan perjalanan dengan kecepatan cahaya – 186.000 mil per jam. Kecepatan luar biasa ini berarti kita dapat mengirim dan menerima transmisi dengan pesawat ruang angkasa yang jauh dengan cukup cepat. Misalnya, Pluto hanya berjarak 263,2 menit dari Bumi, sehingga kami dapat mengirim transmisi radio ke sana hanya dalam waktu lebih dari empat jam.
Itu bukan masalah besar ketika berkomunikasi dengan pesawat ruang angkasa tak berawak, tetapi ini adalah masalah besar ketika mempertimbangkan misi berawak di mana saja lebih jauh dari bulan. Jika ada keadaan darurat pada misi berawak, beberapa jam keterlambatan komunikasi bisa mengeja bencana. Mengikuti contoh Pluto kami, tidak hanya akan memakan waktu lebih dari empat jam untuk mengirim pesan ke Pluto, tetapi juga akan membutuhkan waktu yang sama untuk mengirim pesan kembali.
Masalah ini hanya tumbuh lebih signifikan semakin jauh kita ingin menjelajahi alam semesta, bahkan dengan pesawat ruang angkasa tak berawak. Akan tiba saatnya ketika pesawat ruang angkasa kita begitu jauh dari bumi sehingga akan memakan waktu bertahun -tahun untuk mengirim atau menerima transmisi. Pesawat ruang angkasa dapat dihancurkan atau dianggap tidak dapat dioperasi, dan kami bahkan tidak akan mengetahuinya selama beberapa tahun. Jika instruksi baru perlu dikirim ke pesawat ruang angkasa, itu juga akan memakan waktu bertahun -tahun.
Mempertimbangkan masalah masa depan ini dengan lag komunikasi, tidak dapat disangkal bahwa, suatu hari, kita akan membutuhkan sesuatu selain DSN untuk memfasilitasi eksplorasi ruang yang efisien. Tetapi sampai saat itu tiba, kami akan terus menerima beberapa gambar luar biasa dari probe luar angkasa NASA, milik beberapa hidangan radio yang sangat besar.
