¿Por qué se utilizarán telescopios de radioastronomía para escuchar la entrada de InSight en la atmósfera de Marte en lugar de DSN?

El artículo de JPL News How NASA Will Know When InSight Touches Down es interesante y vale la pena leerlo. Dice que durante la entrada en la atmósfera, el descenso y el aterrizaje, la sonda Mars InSight transmitirá tonos de radio simples para ser recibidos en la Tierra. La presencia, la fuerza y, sobre todo, el desplazamiento Doppler de estas transmisiones se pueden utilizar para controlar aspectos de la trayectoria y proporcionar información sobre cualquier problema que surja.

Pregunta: ¿Por qué estarán escuchando Green Bank y Max Planck, y no la Red de Espacio Profundo de la NASA?

Como punto de referencia, señalaré que los radiotelescopios se han utilizado para "escuchar" las entradas atmosféricas de Marte antes: ¿Se eligió específicamente el momento del aterrizaje de Schiaparelli para que el Radiotelescopio de onda métrica gigante pudiera escuchar?

Del artículo de JPL News Cómo sabrá la NASA cuando InSight toque tierra

Radiotelescopios

A medida que el módulo de aterrizaje InSight desciende a la atmósfera de Marte, transmitirá señales de radio simples llamadas "tonos" a la Tierra. Los ingenieros sintonizarán desde dos lugares: el Observatorio Green Bank de la Fundación Nacional de Ciencias en Green Bank, Virginia Occidental y las instalaciones del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Effelsberg, Alemania. Sus resultados serán transmitidos a Mission Control en JPL.

Estos tonos no revelan mucha información, pero los ingenieros de radio pueden interpretarlos para rastrear eventos clave durante la entrada, el descenso y el aterrizaje (EDL) de InSight. Por ejemplo, cuando InSight despliega su paracaídas, un cambio en la velocidad cambia la frecuencia de la señal. Esto es causado por lo que se llama el efecto Doppler, que es lo mismo que ocurre cuando escuchas el cambio de tono de una sirena cuando pasa una ambulancia. Buscar señales como estas le permitirá al equipo saber cómo está progresando el EDL de InSight.

Mi conjetura (sin hacer ninguna investigación) es que es porque la señal será muy débil. Tengo entendido que los módulos de aterrizaje generalmente se comunican con un orbitador (MRO o Maven típicamente), que transmite la señal a la Tierra. Los orbitadores tienen transmisores más potentes diseñados para funcionar en el espacio interplanetario. Tal vez cuando InSight esté aterrizando, ninguno de estos orbitadores esté en una posición óptima para transmitir valores. Por alguna razón, quieren estar escuchando a InSight, que probablemente tenga un transmisor mucho más débil. Entonces quieren usar un telescopio muy grande y sensible para poder escucharlo.
@Phiteros DSN capta no solo un tono, sino también datos codificados de los Voyagers, cuyas señales son bastante débiles, alrededor de -180 dBW (-150 dBm) . Es posible que tenga razón, y podría estar relacionado con la naturaleza de la antena que está expuesta durante la entrada atmosférica, ya que es pequeña y tiene una ganancia muy baja. Un simple cálculo del presupuesto del enlace podría ser útil aquí.
Sin embargo, los satélites Voyager tienen la ventaja de un plato transmisor mucho más grande. Los transmisores de InSight son realmente pequeños en comparación. Además, encontré esto : "Al igual que con los módulos de aterrizaje y rovers anteriores de Marte, la misión InSight se basa en naves espaciales que orbitan Marte para transmitir datos de la nave espacial a las antenas de la Red de Espacio Profundo". (abajo en el fondo)
"La primera vez, se comunicará con una baliza de tonos que los radiotelescopios intentarán detectar. La segunda vez, enviará un "bip" desde su antena de banda X más potente, que ahora debería apuntar a la Tierra. El pitido incluye un poco más de información y solo se escucha si la nave espacial está en un estado de funcionamiento saludable. Si la Red de Espacio Profundo de la NASA capta este pitido, es una buena señal de que InSight sobrevivió al aterrizaje". Otra cosa en la que no había pensado es que durante EDL, InSight no desplegará sus antenas, lo que hará que la señal sea aún más débil.
@Phiteros sí, esos 48 dB son útiles. ;-)
Supongo que se necesitan dos antenas a una distancia de unos cien kilómetros para recibir la señal simultáneamente para usar la interferometría. El intervalo de tiempo cuando ambas antenas reciben la señal de Marte es mucho más largo que para dos estaciones DSN diferentes.

Respuestas (2)

InSight usó un transmisor UHF para transmitir una baliza de tono durante EDL:

En la parte superior de cada una de las patas de InSight hay un sensor de activación; cuando la superficie empuja hacia arriba la pata y presiona el gatillo, apaga los retrocohetes del módulo de aterrizaje. También envía dos señales de que se ha logrado el aterrizaje: una "baliza de tono" a través de su antena UHF y un "bip" a través de su antena de banda X. Se espera que este "bip" de banda X se encienda unos siete minutos después del aterrizaje y será un claro indicador de que InSight funciona en la superficie.

En la Tierra, dos radiotelescopios estarán atentos a la baliza de tono, que es un indicador muy básico del estado de InSight: es posible que puedan confirmar que InSight está transmitiendo durante el descenso y después del aterrizaje.

Las antenas DSN no tienen receptores UHF :

Dado que la Red de Espacio Profundo de la NASA no opera en la banda UHF, se utilizan grandes radiotelescopios en todo el mundo. El radiotelescopio australiano CSIRO Parkes apoyó la recepción de la señal Curiosity UHF y se utilizaron receptores DSN, herramientas y experiencia en el proceso. En preparación para el aterrizaje de la misión InSight en Marte en 2016, se están realizando preparativos para respaldar las comunicaciones UHF.

Normalmente, el transmisor UHF se usa para transmitir a uno de los orbitadores de relevo.

DSN es 100% capaz. La razón por la que se utiliza Green Bank es una prueba de Cube Sats Marco A y B. Quieren transmitir la información a través de cubesats para ver cómo se desempeñan en una función de comunicación en el espacio profundo.

¡Bienvenidos al Espacio! Recuerde que siempre es útil para otros lectores incluir enlaces a fuentes primarias o lecturas adicionales, de lo contrario, es difícil confirmar la veracidad de su respuesta.
Independientemente de si la afirmación realizada es verdadera o falsa, esta no es una respuesta porque no brinda información sobre qué tienen que ver los cubesats con el uso de Green Bank en lugar de uno de los sitios de recepción de DSN.
Chris Stratton, si uno lee la pregunta original, puede asumir (error mío) que estaba en una vista con personas que tienen un conocimiento relativo de lo que está sucediendo en nuestro Programa espacial. El uso de cierto verbo lo indica, sin embargo, tal vez fue copiado.
@R.Garza No entiendo exactamente tu comentario, pero parece una mejor respuesta.
¿Por qué se utilizarán telescopios de radioastronomía para escuchar la entrada de InSight en la atmósfera de Marte en lugar de DSN?
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