¿Todos los satélites y sondas espaciales tienen antenas de alta y baja ganancia y cuáles son sus funciones?

En primer lugar, no todos los satélites tienen antenas de alta y baja ganancia. La mayoría de los satélites LEO económicos solo tienen uno, según los requisitos de ancho de banda. Esto no es un problema, ya que los satélites están tan cerca de la Tierra que el margen del enlace mejora considerablemente más lejos.

A medida que se aleja, comienza a tener requisitos de RF más exigentes, debido al hecho de que está mucho más lejos y es posible que necesite una antena de mayor ganancia para adaptarse a la distancia adicional. Estas antenas de mayor ganancia requerirán una mayor precisión de puntería. A medida que comienza a tener un ancho de haz muy pequeño, se vuelve más importante contar con un método de respaldo para comunicarse con el satélite en caso de que la antena principal se desvíe demasiado. Esta señal tendrá un ancho de banda mucho más bajo que la alta ganancia, y tampoco puede recibir el ancho de banda completo que puede tomar la alta ganancia, pero es algo. Es de esperar que haya diseñado el sistema de tal manera que pueda averiguar qué está pasando a partir de los datos limitados y enviar los comandos correctos para reparar el satélite. En otras palabras, las antenas de baja ganancia son una contingencia que no puede

Hay un par de usos diferentes. Para mirar fuentes de radio increíblemente pequeñas, la idea de una antena de alta ganancia es que puede detectar señales más pequeñas; efectivamente, la 'ganancia' es un tipo de amplificación.

(Como ejemplo rápido, la red wifi de su hogar, por lo general, transmite a 100 mW y es posible que pueda obtener una recepción decente en su casa, o posiblemente en su jardín, con las antenas estándar instaladas, generalmente 3dB. Puede usar el mismo enrutador wifi para comunicarse a través de millas usando una antena de alta ganancia, por ejemplo, 20dB, ya que emitirá una señal más grande y detectará señales más pequeñas, pero generalmente es mucho más direccional)

Las antenas de baja ganancia se utilizan normalmente para la comunicación con la Tierra, ya que, en términos relativos, la intensidad de la señal de la Tierra es masiva en comparación con la señal increíblemente débil de una fuente estelar.

Como señala @DeerHunter, también usa ambos tipos de antena para las comunicaciones. La alta ganancia es muy direccional, por lo que siempre que el control de actitud del satélite sea bueno, puede apuntarlo directamente a la estación base y comunicarse. Una antena de baja ganancia generalmente es mucho más indulgente con la dirección, por lo que si el satélite se desvía, puede enviar comandos de ajuste a la antena de baja ganancia, a tasas de datos más bajas.