Descripción general de cómo se realizaron las comunicaciones en el espacio profundo

¿Qué bandas de frecuencia y clases generales de antenas se utilizan para comunicarse con naves espaciales profundas?

Como ejemplo, si colocamos un cubesat en órbita alrededor de Io, ¿cómo debería ser la antena para comunicarse y enviar datos de manera efectiva a la Tierra?

son bastante buenos
@ikrase ya, pero ¿qué tan profundas son las comunicaciones espaciales? :-)
El cubesat en órbita alrededor de Io necesitará una antena bastante grande para usar más que una velocidad de datos muy lenta para el enlace ascendente y descendente. Un plato mucho más grande que el propio cubesat.

Respuestas (1)

He parafraseado un poco su pregunta en: "¿Qué bandas de frecuencia y opciones de antenas se utilizan para que los satélites envíen datos a través del espacio profundo? Por ejemplo, si colocamos un cubesat en una órbita alrededor de Io (la luna, Júpiter I ), ¿qué antena se utiliza mejor? ¿Qué método de transmisión se utiliza?".

Para responder a la mayor parte de su pregunta sobre la frecuencia: las comunicaciones en el espacio profundo tienden a ser de frecuencia relativamente más baja, porque además de las pérdidas en el espacio libre, también se enfrenta a la atenuación atmosférica (H2O y O2). Vea el gráfico a continuación.

Atenuación atmosférica de señales de RF(Créditos a RFCafe por compartir su gráfico de atenuación)

Por lo tanto, un buen compromiso entre velocidades de datos altas y la minimización de la atenuación adicional debida a pérdidas atmosféricas es en alguna parte de la banda X o inferior (< 10 GHz). Un ejemplo: los satélites MarCO Cube se transmiten al InSight Lander durante EDL en UHF (300 MHz - 3 GHz), pero los datos se transmiten a través de una antena de banda X de alta ganancia.

Agregando esta nota comentada por el usuario uhoh : desea ir a una frecuencia más alta porque (usando esas convenciones de presupuesto de enlace) para el mismo tamaño de antena, la ganancia aumenta porque el tamaño relativo a la longitud de onda aumenta y el patrón de radiación se vuelve más estrecho y por lo tanto más intenso en la cima.

ingrese la descripción de la imagen aquí(Créditos a NASA JPL por compartir su obra de arte en MarCO A y B)

Esto lleva a la segunda parte de su pregunta: ¿qué tipo de antena? Este es complicado. En el espacio profundo, esperamos utilizar piezas con la menor cantidad de objetos en movimiento y que puedan guardarse fácilmente para el lanzamiento. En la mayoría de los casos, una antena de alta ganancia podría ser una matriz en fase, con la ganancia dependiendo de la cantidad de elementos (una matriz de ganancia de 30 dB necesita alrededor de 1000 elementos y una matriz de ganancia de 20 dB necesita alrededor de 100). Es simple en empaque físico, pero por supuesto costoso en la cantidad de módulos RX/TX por elemento. En el caso de MarCO, utilizaron una antena reflectarray de panel plano (una bocina de alimentación que emite hacia elementos reflectantes para una alta ganancia).

¡Puedes encontrar más información sobre su misión aquí!

Vea las respuestas a estas para leer más:

Ah, debo aclarar que la pérdida de espacio libre no depende de la frecuencia. Eso no fue lo que quise decir cuando me encontré. ¡Gracias por señalar el segundo punto sobre la ganancia de frecuencia! Siempre había asumido que era solo para minimizar más atenuaciones. Espero que no te importe que haya agregado tu cláusula a la respuesta con créditos :)
¡gracias! ¡Veo que hubo preguntas similares que has respondido antes sobre esto! :)
Hay un error en el bonito gráfico sobre la atenuación atmosférica. No hay valor 0.000 en un eje de escala logarítmica. Entonces, el punto más bajo del eje y vertical es 0.0001 y no 0.000. Simplemente borre ese número y la trama estará bien.
Descripción general de cómo se realizaron las comunicaciones en el espacio profundo
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v