¿Cómo puede aumentar la velocidad de descarga de las sondas espaciales?

Siempre parece ser una pregunta genuina que es ¿ Cómo podemos descargar datos de sondas lejanas en un instante ? Cuando New Horizons llegó a Ultima Thule, nos tomó bastantes meses tener una gran imagen de lo mismo, aunque predijimos y analizamos el cuerpo celeste antes de que los datos completos estuvieran disponibles. Sé que los datos tardan algunas horas en transferirse desde cualquier lado (incluso a la velocidad de la luz), pero la velocidad de descarga de datos es en bits (había leído en algún lugar de Internet). ¿Cómo podemos aumentar la velocidad de descarga en gran medida? Como en Megabytes, Terabytes, etc.

  1. ¿Ayudará la instalación de sondas espaciales y satélites cúbicos alrededor de planetas, cometas y asteroides?
  2. ¿Cuáles son las opciones disponibles?
  3. ¿Cuál sería el gasto y la viabilidad?
una buena respuesta explicará la diferencia entre velocidad y latencia.
Pregunta similar con buenas respuestas: space.stackexchange.com/q/7776/25911
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Respuestas (1)

Hay dos velocidades involucradas en llevar datos de una sonda espacial a la tierra.

El tiempo de viaje de transmisión está fijado por la velocidad de la luz y estar en el vacío ya está en su límite. New Horizons está tan lejos que, incluso a la velocidad de la luz, cualquier señal tarda horas en llegar a la Tierra. Y cualquier estación repetidora simplemente aumentará ese tiempo debido a rutas y procesamiento más largos.

La segunda velocidad es la que más impacta en el retorno de datos de New Horizons y se refiere a la cantidad de bits que se pueden mover por segundo. Esto se debe a la capacidad de la estación receptora para detectar la señal contra el ruido de fondo a lo largo de la distancia .

Entonces, la tasa de datos está determinada por la potencia del transmisor y el tamaño de la antena, la antena y la sensibilidad del receptor, la distancia y el ruido de fondo, ninguno de estos ofrece opciones para aumentar 100 o 1000 veces con la tecnología actual.

Las estaciones repetidoras ayudarían, pero tendrían que tener al menos 100 metros de ancho, tanto para tener una antena lo suficientemente grande como para reunir suficiente energía solar para enviar una señal fuerte a través del siguiente tramo. Esto los haría más grandes por un margen justo que la ISS, y costaría cantidades similares de dinero para construirlos y enviarlos a órbitas adecuadas.

También tendría que haber al menos tres de ellos, ya que la física significa que un relevo entre la Tierra y New Horizons se movería en una órbita más lenta que la Tierra pero mucho más rápida que New Horizons (al menos radialmente), por lo que un relevo de estaciones de relevo sea ​​necesario para obtener algún beneficio.

Esto hace que el costo sea mayor de lo que se justifica actualmente, ya que el método actual funciona para la cantidad de datos que generan las sondas actuales.

Un método potencial para aumentar la velocidad de datos es la luz LÁSER , ya que permite una ganancia de envío y recepción mucho mayor, y un ruido de fondo más bajo en un tamaño/peso razonable. Esto requiere la confianza de que un LÁSER lo suficientemente potente puede funcionar durante décadas, por lo que todavía está en desarrollo .

En general, los datos y las imágenes que obtenemos mantienen ocupados a los analistas durante más tiempo del que tarda en llegar el siguiente conjunto, por lo que el "verdadero" cuello de botella está en el suelo.
Realmente no veo cómo el "monstruo de energía nuclear de varios megavatios" no es tecnología moderna, incluso si no es algo que estemos usando actualmente. Eso parece que debería resolver el problema de "MOAR POWER" bastante bien.
@ikrase Eliminé una parte completa de las opciones de energía nuclear, ya que se estaba desviando del tema y hablaba más de política que de física. Sin duda simplificaría una serie de misiones gigantes de gas para volar con un presupuesto de energía en kW en lugar de vatios.
@GremlinWranger Sigo pensando que una mención más explícita de que Moar Power ayudaría valdría la pena
@ikrase, ¿qué es "MOAR POWER"? ¿Quieres decir más potencia? Antes de tratar con megavatios múltiples, debemos manejar kilovatios múltiples.