¿Están los rovers de Marte en contacto continuo con la Tierra cuando están en la línea de visión?

TL;DR: No, los rovers no permanecen en contacto constante con la Tierra, ya que no es práctico hacerlo, y es poco probable que alguna misión intente hacerlo en el futuro.

En general, existen algunas restricciones en la comunicación que hacen que sea difícil y poco práctico estar en comunicación constante con la Tierra, las principales son la línea de visión, la potencia y el costo.

1. Línea de visión

Como menciona en su publicación, quizás el obstáculo número uno para la comunicación constante (es decir, sin interrupciones) entre un rover (en cualquier cuerpo planetario, no solo en Marte) y la Tierra es si hay o no línea de visión. Dado que las ondas electromagnéticas utilizadas para comunicarse entre el rover y la estación terrestre terrestre viajan en línea recta a través del vacío (consulte https://physics.stackexchange.com/questions/93243/do-electromagnetic-waves-always-move-in -líneas rectas para una discusión sobre lo que sucede cuando las ondas EM se encuentran con una atmósfera), perdemos contacto con el rover durante la noche planetaria (es decir, cuando el cuerpo planetario en el que se encuentra el rover gira alejándose de la Tierra). La excepción es cuando un cuerpo celeste, como la Luna, está bloqueado por mareas.con la Tierra, ya que esto significaría que el mismo lado del cuerpo celeste siempre mira hacia la Tierra. Dado que Marte no está bloqueado por mareas con la Tierra, podemos esperar que haya interrupciones periódicas de la señal. Una forma de sortear esto es usar un satélite de retransmisión, pero dado que Perseverance usa comunicación directa a la Tierra, no entraré en eso aquí.

2. Poder

"Todo esto está bien", probablemente estés pensando, "pero no responde a mi pregunta". ¿Qué pasa cuando tenemos línea de visión? Una limitación importante para nosotros en términos de comunicación es la energía eléctrica. Como ocurre con la mayoría de los rovers, la energía es un bien bastante preciado; Dada la cantidad de instrumentación científica y hardware auxiliar que debe incluirse en el rover, se debe lograr un buen equilibrio en términos de la cantidad total de energía que se puede generar y la masa del equipo requerido para producir esa energía (un aumento en el que se necesita combustible extra/una huella más grande/un paracaídas más grande/etc., o una reducción en la cantidad de instrumentación que se incluye en el rover). Dado que queremos pasar la mayor parte del tiempo de nuestra misión recopilando datos y explorando mundos nuevos y geniales (ya que eso es ¡Es el objetivo de que estemos en Marte!) No queremos gastar demasiado de nuestro poder en la tarea de transmisión de datos, que requiere mucha energía. Por lo tanto, si queremos evitar agotar nuestra batería más rápido de lo que podemos cargarla, debemos planificar cuidadosamente cuándo queremos realizar ciertas tareas: cuándo queremos recolectar muestras, cuándo queremos procesarlas, cuándo queremos transmitir nuestro resultados de regreso a la Tierra, etc. - y eso implicaponer límites de tiempo a esas actividades . Por lo tanto, no tiene sentido (desde la perspectiva de una misión) permanecer en comunicación constante con la Tierra (y mantener toda la comunicación a pleno rendimiento todo el tiempo). La información sobre cuánto tiempo dedica el rover a cada tarea en su concepto de operaciones, y cuánta energía consume cada actividad, generalmente se incluye en una línea de tiempo de energía (que evoluciona a lo largo de la misión según la salud del rover y las prioridades de la misión). Por lo general, puede encontrar descripciones generales de estos planes en artículos de revistas que describen el concepto de operaciones de la misión (ConOps). El siguiente documento es realmente una gran lectura si desea saber más sobre la perseverancia:

Mustard, JF, Adler, M., Allwood, A., Bass, DS, Beaty, DW, Bell, JF, ... y Edgett, KS (2013). Informe del equipo de definición científica de Marte 2020. Exploración de Marte. progr. Anal. Gr. 150, 155-205.

3. Costo

El dinero hace que el mundo gire, e incluso para las grandes agencias espaciales como la NASA, ESA, JAXA, etc., el costo es un factor importante para determinar qué actividades forman parte de los ConOps de una misión (y cuánto duran esas actividades). El rover Perseverance usa comunicación directa a la Tierra (DTE) (ver el artículo de Mustard et. al.), lo que significa que se comunicará con la Tierra usando la Red de Espacio Profundo (DSN). El DSN es compartido por varias misiones diferentes de la NASA, así como por otros socios externos, y el tiempo en el DSN es bastante costoso. ( Esta publicación de StackExchange incluye una discusión en profundidad del DSN, que incluye ejemplos de cuán cortos son los enlaces de comunicación en el DSN). Una publicación anterior de StackExchangetambién repasó cuánto tiempo cuesta el DSN; para una misión que ya va a tener una cantidad considerable de sus finanzas invertidas en ensamblar el rover, pagar a un equipo para que lo diseñe/construya/supervise durante un período de varios años, y conseguir un cohete para llevar el rover a su destino , pagar para usar el DSN siempre que el rover esté en la línea de visión no tiene sentido desde el punto de vista financiero. En su lugar, es preferible administrar su presupuesto de datos para asegurarse de que no sea necesario que esté en contacto constante con la Tierra y comprima sus datos tanto como sea posible para que pueda transmitirlos de manera eficiente.

Conclusión

Hay algunos otros factores que limitan el tiempo de actividad de un enlace de comunicación DTE, pero estos son los principales.

Respuesta corta: no.

Siempre habrá ventanas en las que no haya un satélite encima y la tierra no esté a la vista. Es solo física y mecánica orbital.