¿Se podría transmitir video "en vivo" desde Marte?

Con el acercamiento de InSight a Marte hoy, y los dos cubesats observándolo, se está haciendo mucho para ver "Video en vivo" de los cubesats. Estoy bastante seguro de que eso simplemente no puede suceder, pero me pregunto si realmente existe la tecnología para transmitir video en vivo, si ya había una videocámara en una de las misiones en Marte. ¿Podría transmitirse video en vivo (es decir, existe la capacidad de obtener el ancho de banda requerido a una distancia de Marte) y recibirse en la Tierra en un formato legible (después de los retrasos en la transmisión de la velocidad de la luz, por supuesto)

Si no es así, ¿qué se necesitaría para que esto realmente suceda?

Depende de cuál sea el significado de "existe" . Por existe, ¿quieres decir que permitirás durante algunos años ponerlo en un nuevo satélite y ponerlo en órbita alrededor de Marte o en la superficie, o que tendría que usar los satélites y módulos de aterrizaje ya presentes en Marte?
¿Qué quieres decir? ¿Estás preguntando sobre el ancho de banda? ¿Velocidad de la luz? ¿Fuerza? ¿Nyquist-Shannon? ¿Compresión? -1 por hacer una pregunta extremadamente poco clara y luego responderla usted mismo con la respuesta que estaba buscando sin dar a los demás una dirección clara sobre lo que estaba buscando.
Sobre todo el ancho de banda.
Los dos cubesats permiten retransmisión de telemetría en vivo , no video. Útil, especialmente si algo sale mal durante el descenso. (Sin los cubesats, InSight habría tenido que guardar su telemetría y cargarla después de un aterrizaje exitoso).
De acuerdo con @Sam. Ni siquiera puedo adivinar qué información podría estar buscando solo leyendo. No aclara qué limitaciones tiene en mente, no aclara qué espera que suceda, no aclara qué investigación ha realizado sobre el tema. Simplemente no hay nada en la pregunta que le dé a alguien contexto para responder. Felizmente votaría a la baja si pudiera y hubiera marcado el cierre como Incierto.
La televisión de exploración lenta con una resolución muy limitada aún puede transmitirse en vivo. De esta forma es posible una reducción del ancho de banda de aproximadamente un 10 %.

Respuestas (3)

Resulta que para lo más cerca que está Marte de la Tierra, MRO puede transmitir a 4,0 Megabits/segundo en la banda Ka. Eso es suficiente para video de definición estándar. Entonces, algo un poco más grande que MRO podría transmitir video fácilmente, aunque solo cuando los dos planetas están cerca el uno del otro.

La antena MRO de alta ganancia tiene 3 m de diámetro: mars.nasa.gov/mro/mission/spacecraft/parts/antennas
Con suficiente potencia de CPU para la compresión de video (h.264, h.265 o VP9), es muy posible una buena calidad de 1280x720p30 a esa tasa de bits. O dependiendo de qué tan comprimible sea el video (las imágenes de mano entrecortadas con muchos detalles en el enfoque tienden a ser las más difíciles), 1080p también es posible. Cuanto más tiempo de CPU gaste, mejor será la compensación de calidad por tasa de bits. Esto puede tener algún costo en latencia, pero eso es totalmente insignificante en comparación con el retraso de la velocidad de la luz. Podría dividir completamente el video en vivo para codificar fragmentos de 15 segundos en paralelo, codificando a 1/4 en tiempo real en 4 computadoras para obtener alta calidad.
Desde un cubesat con un presupuesto de potencia/CPU limitado, un codificador de video de hardware de función fija como el que se encuentra en las tarjetas de video y teléfonos celulares modernos podría hacer un trabajo razonable a 4 Mbps para contenido de 720p. Presumiblemente, la escena tendría un movimiento bastante bajo (y / o un movimiento constante de todo, por lo que los vectores de movimiento para un bloque predicen el movimiento para el bloque vecino), así que sea fácil de codificar (no tome mucha tasa de bits para una buena calidad). Según la escena, 1 Mb/s puede ser suficiente para los niveles de calidad de YouTube.
@PeterCordes cierto, aunque me pregunto cómo funcionaría un codificador de video de hardware estándar sin endurecimiento por radiación ni nada después del viaje a Marte. Eso en sí mismo (para una parte tan no crítica de la misión) sería interesante de ver.
Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .

Por ejemplo, esta respuesta muestra que las matemáticas detrás de las Voyagers están limitadas por el ruido con un ancho de banda de ~1 kHz a 20 mil millones de kilómetros. A 100 millones de km, una antena del tamaño de una Voyager con unos pocos vatios generaría una señal en la tierra 46 dB más fuerte, por lo que estaría limitado por el ruido (40 MHz) con el plato de 70 m y el receptor con un NEP de 20 Kelvin. Estos son números aproximados a mano, pero es posible algún tipo de video razonable con la tecnología existente y ni siquiera con la nueva. Pero la logística para hacerlo realidad sigue siendo un desafío.

El ancho de banda con limitación de ruido se escala aproximadamente de forma lineal, por lo que si tuviera 100 W para transmitir durante 7 minutos, ¡en ese caso no hay problema!

¿Podría la comunicación basada en láser ayudar a asegurar un ancho de banda más amplio?
@karthikeyan No estoy seguro de si el requisito de "tecnología existente" se aplica allí. Las microondas de banda X llegan bien a la Tierra, de día o de noche, despejado o nublado. La óptica necesita buen clima nocturno o un receptor en órbita. Estas cosas necesitan ser construidas, pero en principio podría funcionar. ¿Cómo van las comunicaciones ópticas de larga distancia en el espacio? y también ¿Hay planes o un programa para un rastreador de retransmisión óptica para el espacio profundo?
@karthikeyan Algo más reciente, pero aún no para el espacio profundo: ¡ Otro OSIRIS más! ¿Ya se realizó la prueba DLR/GOM Space del enlace de comunicaciones ópticas de cubesat?
La conectividad de última milla se puede realizar mediante microondas. Pero lo que sugerí fue para la transmisión interplanetaria de datos. ¿No sería la comunicación óptica más eficaz en la comunicación a larga distancia a escala interplanetaria? Puede que me equivoque, así que solo pregunto.
@karthikeyan Mi respuesta se basa en la banda X y eso es todo. Si lo desea, puede agregar una respuesta óptica adicional. No olvide incluir una discusión sobre cómo utiliza la tecnología existente , no solo el conocimiento existente.
Consideraré agregar algunos, si pudiera encontrar referencias autorizadas.
La comunicación de @karthikeyan en el espacio (y en todas partes) está limitada por el tamaño de las antenas y la potencia disponible, la banda de frecuencia particular es menos importante. No hay nada especial en la luz visible, excepto que el sistema solar es bastante ruidoso en esta banda. Entonces, ¿por qué no usar algo para lo que nuestra atmósfera sea siempre transparente y Marte esté bastante tranquilo? No existe el problema de la "última milla", todo lo contrario: todo lo que podamos hacer en la Tierra, debemos hacerlo en la Tierra. ¿Decenas de metros de apriete de antena? ¡Por favor! ¿Megavatios de energía eléctrica? ¡Barato! ¿Técnicos, ingenieros, materiales? ¡Llamar!

Vale la pena mencionar que la luz tarda de 3 a 22 minutos en llegar a uno de estos planetas desde el otro.

Y ninguna transmisión puede superar la velocidad de la luz, salvo una gran revisión de la física tal como la conocemos.

Ningún equipo podría tener la señal aquí en menos de tres minutos.

Cualquier respuesta afirmativa utiliza una definición de "en vivo" que permite demoras de minutos.

Esto es cierto, no quise incluir el retraso de la velocidad de la luz en la prevención en vivo. Me refiero al video que se envía en tiempo real desde la nave espacial, por supuesto, no se puede recibir en tiempo real.
O un sistema de coordenadas en el que la luz viaja desde Marte a la Tierra instantáneamente.
Usando esta respuesta, para ser pedante, no existe nada "en vivo", ya que un fotón tarda una cantidad finita de tiempo en viajar tanto como una tabla.
@Phil dado que esto también se aplica a presenciar un evento en persona, una definición razonable de "en vivo" sería una experiencia audiovisual equivalente a estar allí.
¿Se podría transmitir video "en vivo" desde Marte?
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