Velocidad orbital de la sonda solar Parker

Sí, provoca distorsión.
Pero no, esto no supondrá ningún problema excepcional.

Todas las sondas espaciales están en movimiento en relación con el emisor/receptor en la Tierra.
Este movimiento provoca la distorsión de la frecuencia de la señal y la sincronización del tiempo.
Las causas son muchas, enumeradas aproximadamente de mayor a menor:

• Retardo de tiempo debido a la distancia a la sonda
• Cambio de frecuencia Doppler debido al movimiento radial relativo de la sonda a la Tierra
• Cambio de frecuencia Doppler debido al movimiento del emisor/receptor en la Tierra. Después de todo, el planeta está girando, lo que sacude el receptor de un lado a otro con una velocidad relativa de varios cientos de kilómetros por hora todos los días.
• Dilatación del tiempo real debido a la velocidad relativa de la sonda a la Tierra
• Aceleración/dilatación del tiempo real en relación con la Tierra debido al cambio de los campos de gravedad ambiental
• Cambio de frecuencia de la señal debido a tener que subir/bajar por el pozo de gravedad de la Tierra y el Sol

Obviamente, los últimos elementos de esa lista tienen un efecto muy pequeño, pero los ingenieros deben tenerlos en cuenta.

Pero debido a que estas distorsiones ocurren con todas las sondas espaciales, es un campo de estudio bien entendido.
En relación con otras sondas, el régimen de comunicaciones de la sonda Parker experimentará una mayor escala de dificultades, pero una naturaleza similar a las de las sondas anteriores.
La velocidad de movimiento de la Parker Solar Probe puede ser más alta que cualquiera con la que hayamos necesitado comunicarnos antes, pero la diferencia es simplemente una cuestión de escala, no de la naturaleza del problema. Además, la sonda estará más cerca del Sol que cualquier cosa con la que hayamos necesitado comunicarnos antes, por lo que la interferencia del Sol también será mayor que cualquier cosa con la que hayamos tenido que lidiar antes. Pero esto también es solo una cuestión de escala, no un cambio en la naturaleza del problema.

Como señala la respuesta de @PcMans , los efectos serán predecibles y se han acomodado en misiones anteriores y simplemente serán más grandes esta vez.

Si bien el cambio de frecuencia se puede compensar ajustando el oscilador local para que coincida con la frecuencia de la portadora entrante, también es necesario ajustar todo lo que separe otros componentes de la señal en función de la modulación de frecuencia. Solo por ejemplo, si tiene una ventana cerca de 0 kHz para seleccionar la portadora y una de 10 kHz a 100 kHz para seleccionar otra cosa, pueden terminar en 10,02 y 100,2 kHz.

Como señala el comentario de @ ChristopherJamesHuff , además de un cambio en la frecuencia, también habrá un cambio en la "sincronización del tiempo". Los 1 y 0 digitales del flujo de datos registrarán una velocidad más rápida o más lenta que la nominal.

Su comentario también señala que eso no se tuvo en cuenta correctamente en la misión Cassini-Huygens y provocó un problema grave en la misión porque el firmware en el receptor de una nave espacial no se pudo actualizar más tarde. De Cómo Huygens evitó el desastre

Al principio del proceso de diseño, los ingenieros también entendieron otra consecuencia del efecto Doppler. Pero de alguna manera, a medida que se desarrolló el diseño, esta función se perdió de vista. Todas las revisiones de diseño del Subsistema de retransmisión de datos de la sonda (PDRS), incluidas las realizadas con la participación de la NASA, tampoco notaron este descuido.

Presumiblemente, la Red de Espacio Profundo de la NASA tendrá en cuenta todos estos efectos en vivo y también registrará el flujo de señal casi sin procesar para su procesamiento futuro en caso de que sus demoduladores en vivo no puedan entender la señal por algún motivo.

Para explorar eso más a fondo, acabo de preguntar

• ¿Qué tan crudos son los datos de señales más crudos que la Red del Espacio Profundo registra rutinariamente por razones de seguridad?

Comunicación en cambios Doppler altos

Las velocidades más altas de Parker Solar Probe ocurren más cerca del Sol, y los ángulos bajos Sol-Tierra-Sonda probablemente no habrán transmisiones programadas de datos.

Sin embargo , Parker pasará mucho tiempo a velocidades relativas a la tierra ¡ casi tan altas! Así que no creo que esperen hasta el cambio Doppler bajo para comunicarse.

Comunicación a través del viento solar.

A medida que la sonda pasa cerca del Sol, una señal transmitida pasará a través de una región de alta y variable densidad de partículas cargadas. Esto puede causar cambios simultáneos en la intensidad de la señal y cambios aleatorios en el retraso, lo que hace que sea mucho más difícil tratar de limpiar y decodificar la señal.

• ¿Cuál es exactamente la interacción que bloqueó el enlace descendente de datos de Juno cerca de la conjunción solar?

Dado que Parker tiene una computadora y memoria, no hay necesidad de intentar enviar datos valiosos durante los períodos cerca del Sol cuando la interferencia es peor, se pueden programar más tarde. Parker estará ocupado recopilando datos y manteniendo una actitud cuidadosamente seleccionada para esconderse detrás de su escudo solar protector y permitir que solo ciertas cosas se asomen detrás de él; las puntas de sus paneles solares y quizás algunas otras sondas.

la trayectoria de parker

A continuación se muestra un gráfico del ángulo Sol-Tierra-Sonda (separación aparente entre Parker y el Sol visto desde la Tierra) frente a la velocidad relativa esperada.

Los colores cambian en los umbrales de 5 y 3 del Sol, que son algunos números que saqué de secciones 4.5.7 Solar Conjunctiony 5.7.6 Solar Conjunctiondel Volumen 13 de la serie DESCANSO; Comunicaciones del espacio profundo

Tomé los datos de Horizons de JPL configurados de la siguiente manera:

A continuación, tracé rdotel ángulo Sol-Tierra-Nave espacial desde el día del lanzamiento a 2025-Aug-30intervalos de 1 hora:

Aquí está el guión de trazado

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

fname = 'Parker Doppler 1h horizons_results.txt'
with open (fname, 'r') as infile:
    lines = infile.readlines()
a = [i for i, line in enumerate(lines) if 'SOE' in line][0]
b = [i for i, line in enumerate(lines) if 'EOE' in line][0]

linez = lines[a+1:b]
cols = (1,) + tuple(range(4, 11)) + (12, )

liszt, exceptions = [], []
for j, line in enumerate(linez):
    try:
        liszt.append([float(line.split(',')[i]) for i in cols])
    except:
        exceptions.append([line.split(',')[i] for i in cols])
        
data = np.array(liszt).T
JD, r, rdot, delta, ddot,Vsun, Vobs, SOT, STO = data

vbins = np.arange(101)
h, _ = np.histogram(np.abs(rdot), bins=vbins)
cs = np.cumsum(h)
cs = cs / cs.max()

if True:
    fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, 1)
    z = np.zeros_like(SOT)
    z[SOT <= 5.] += 1
    z[SOT <= 3.] += 1
    ax1.scatter(rdot, SOT, c=z, cmap='jet', marker='.', s=1)
    ax1.set_xlim(-100, 100)
    ax1.set_ylim(None, 60)
    ax1.set_ylabel('Sun-Earth-Parker angle (deg)')
    ax2.hist(rdot, bins=range(-100, 101, 1))
    ax2.set_ylabel('hours spent per km/sec')
    ax2.set_xlabel('relative speed (km/s)')
    if False:
        ax3.plot(vbins[:-1], cs)
        ax3.set_xlabel('cumulative probability')
    plt.show()