Opciones de cables de transferencia de datos largos y de baja masa

¿Alguien tiene alguna sugerencia para las comunicaciones por cable a largas distancias en la superficie lunar? La longitud máxima debería ser de alrededor de 1 km. Distribuidores como Gore y Axon fabrican excelentes cables livianos, pero están diseñados para distancias cortas (<10 m).

Si esto es solo una quimera, supongo que recurriré a la comunicación inalámbrica, que no es divertida.

La fibra óptica es otra opción a considerar, aunque las condiciones (cambio de temperatura, daño por radiación) son un problema. También hay enlaces ópticos de espacio libre.
¿Qué tasa de datos estás buscando? Y qué tan resistente debe ser el cable: ¿se moverá con regularidad o permanecerá estacionario?
El aislamiento de un cable debe resistir las temperaturas de la superficie lunar. El PVC se derretiría, se puede usar Teflon o Kapton. O un aislamiento hecho de fibras de vidrio.
DSL se puede utilizar hasta 1 km y más. Solo se necesitan dos hilos como un cable de teléfono. Para ahorrar peso, se puede utilizar aluminio en lugar de cobre. El cable no debe ser demasiado delgado, de unos 0,4 mm de diámetro al menos para el cobre. Por supuesto, se necesita una fuente de alimentación en ambos extremos del cable.
Tasas de datos de @Hobbes entre 500 Mbps y 1 Gbps. Los cables serán fijos. Además, podría enterrarlos en una capa delgada (~5 cm) de suelo lunar, lo que podría brindar cierta protección.
Corrección a lo anterior: 500kbps - 1Mbps
500 kbps: 1 Mbps en 1 km parece posible usando un par de cables trenzados y DSL. Para tasas de bits iguales en ambas direcciones SDSL.

Respuestas (1)

Mucho más de esto tiene que ver con la naturaleza física del cable que con el protocolo de la señal, ya que obtienes el mejor cable que puedas y luego ajustas tu método de señalización para mover tantos datos como lo permita la física.

La solución clásica para distancias de 1 km es RS422 aunque existen varias alternativas, incluidas todas las destinadas a uso telefónico de dos hilos que incluyen cosas como cambios de velocidad adaptativos en función del ruido. También puede considerar la fibra óptica, ya que pueden ser más ligeras que el cobre y evitar tener una antena de 1 km de largo.

Las preguntas más importantes son sobre cómo se usará el cable. ¿Lo ejecutará un humano con un traje espacial o un robot de un tambor de longitud fija? ¿Estará preterminado en la tierra para una longitud y propósito específicos o in situ por alguien en un traje (solo dos cables, POR FAVOR!). ¿Necesita sobrevivir a múltiples ciclos de día/noche o solo lo suficiente para hacer una sola prueba/experimento? ¿Se desplegará al ser arrastrado a través de las rocas o desenrollado de un carrete en movimiento? ¿Tendrá que ser reutilizado/reterminado en su lugar? ¿Necesita un radio de curvatura estrecho para caber en el espacio de almacenamiento (a la mayoría de las fibras ópticas no les gusta estar enrolladas con fuerza).

Una vez que sepa algunas de las respuestas anteriores y cuánto peso tiene, puede averiguar qué tipo de protocolo funcionará en el cable que tiene. El blindaje es excelente, pero agregará mucho peso, más núcleos le darán más datos pero agregarán complicaciones en cualquier conexión (dos cables = uno correcto en una dirección incorrecta, 8 da casi 100 formas incorrectas). El aislamiento de plástico liviano obtendrá una mayor capacidad en la asignación de masa, pero puede desmoronarse bajo los rayos UV y el frío. Si la longitud importa por encima de todo, puede optar por un solo conductor y retorno a tierra para obtener la longitud máxima para un peso de cobre dado .

Si hace esto como un proyecto básico, un buen punto de partida es un cable ethernet de 8 núcleos porque es barato, se comprende bien con una gran cantidad de hardware estándar. Probablemente ejecutando RS422 con algunos núcleos sobrantes para la alimentación.

Si busca más profundamente (y tiene bolsillos más profundos), las ataduras de fibra óptica que se usan para dispositivos submarinos serían el punto de partida, ya que se enfrentan a desafíos similares y tienen algunos hardware/datos/documentos de investigación/fallos estándar de los que aprender.

Dudo que un solo conductor y el retorno de la tierra funcionen con el regolito seco lunar. Sin cavar una varilla de conexión a tierra muy profundamente en el lecho rocoso, habrá aislamiento en lugar de una conexión a tierra de baja resistencia. Piense en aterrizar en el desierto de Atacama. La resistencia de tierra en la Tierra puede variar entre 2 y hasta 8000 Ωm.
Todavía me preocupa el daño por radiación a la fibra óptica. Ya sea polímero o vidrio, no tiene que oscurecerse mucho para que un espesor de 1 km del material se vuelva inútilmente atenuante. Entonces, acabo de preguntar ¿ Qué tan bien funcionaría la fibra óptica en la Luna o Marte?
@uwe, estoy de acuerdo con que el retorno de la tierra (¿luna?) es la solución incorrecta para la luna (y posiblemente en cualquier otro lugar), pero tiene la virtud singular de necesitar solo un conductor, por lo que tiene un lugar en la lista. Sin embargo, personalmente no querría tener nada que ver con un plan que intenta hacer que funcione. .
RS422 a más de 1 km está limitado a unos 100 kBit/s, pero el interrogador necesita 500 kbps - 1 Mbps. Se requerirían repetidores cada 100 m.
@Uwe, hmm, la velocidad de datos no estaba allí cuando comencé la respuesta. Todavía es factible, pero requeriría que toda la cadena se sintonice/pruebe como un sistema completo y comience a parecerse más a una implementación de Ethernet personalizada que a RS422.
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