En la comunicación con las sondas espaciales interplanetarias, está claro que hay que tener en cuenta el retraso causado por la velocidad de la luz. Además de eso, ¿cuáles son los límites actuales para las tasas de bits de carga y descarga de datos? ¿Cuál es la causa principal del límite?
El retraso de la velocidad de la luz es en su mayoría irrelevante para las velocidades de transmisión de datos. Una vez que sale de la órbita terrestre, las transmisiones generalmente son "dispara y olvida"; si los datos se distorsionan, programe una retransmisión de la parte distorsionada en un momento posterior.
El límite para las tasas de comunicación interplanetaria es el límite de Shannon : qué tan rápido puede enviar datos sin dejar de distinguirlos del ruido de fondo. Esto, a su vez, está influenciado por la ganancia de la antena (un plato de envío o recepción más grande le permite transmitir más rápido), la potencia de transmisión (un transmisor "más fuerte" puede enviar datos más rápido) y la distancia (cuanto más separadas están sus antenas, más se desvanece la señal). hacia los niveles de fondo y más lento pueda transmitir).
Debido a la cantidad de variables que hay, no hay una "tasa de bits alcanzable". No me sorprendería descubrir que Arecibo podría hablar con una contraparte en la órbita de Neptuno a velocidades de datos de gigabits o incluso terabits, mientras que la antena no direccional de la sonda Galileo podría comunicarse con las antenas de la Red del Espacio Profundo a solo 160 bits por segundo desde Júpiter. .
Si desea ver qué tipo de velocidades de datos se usan en el mundo real, la página de estado de la Red de espacio profundo de la NASA le mostrará qué sondas están transmitiendo o recibiendo actualmente, y si selecciona "más detalles", le indicará la velocidad de transmisión. (por ejemplo, mientras escribo esto, la antena 15 en Goldstone está recibiendo datos de MRO a 1,5 Mbps).
El mayor ancho de banda para cualquier misión interplanetaria es probablemente MRO , que en su punto máximo puede tener una tasa de 4,0 Megabits/segundo, utilizando la banda Ka y en el punto más cercano a la Tierra. Sospecho que la tasa depende del uso de antenas DSN más grandes, que no siempre están disponibles, aunque no he hecho los cálculos para confirmarlo.
Si cuenta la Luna, el más rápido es LRO , que puede transmitir a 100 Megabytes/segundo, ¡más rápido que la mayoría de las conexiones Ethernet! Puede hacer esto en parte porque está más cerca y en parte debido al uso de la comunicación láser.
El factor limitante, como ocurre con la mayoría de las comunicaciones, es la relación señal-ruido. Esto se puede mejorar de varias maneras. La forma más sencilla es aumentar la señal, lo que implica el uso de antenas direccionales, que suelen ser más grandes que las antenas no direccionales. La señal se vuelve más débil a medida que aumenta el rango. El aumento de la frecuencia permitirá más antenas direccionales y, en términos generales, también reducirá el ruido. Esto influye en el teorema de Shannon , que se mencionó en otra respuesta.
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