Сигналы в сеть дальнего космоса

Прежде всего, извините за общий контекст вопроса, но я очень неопытен. Надеюсь, я не нарушаю правила.

Упрощая, в коротком научно-фантастическом романе, который я пишу, сверхразумный инопланетный зонд хочет связаться с нами. Он может перехватывать все наши сообщения, исходящие от Земли, поэтому он решает отправить сигнал на ESTRACK (или в одну из других сетей дальнего космоса ).

Допустим, зонд хочет отправить простое «текстовое» сообщение, может быть, «вы копируете?». Если он начинает учить английский, смазывать колеса, как он может это сделать? В каком… «формате» сигнал должен быть принят и понят?

Мой собственный план на родственном сайте Worldbuilding.
@JDługosz Спасибо, посмотрю завтра утром, пора спать :)
Связь в дальнем космосе осуществляется с помощью очень направленных антенн, поэтому, если зонд не сможет плюхнуться между Землей и космическим кораблем, ему будет трудно услышать обе стороны связи или быть услышанным наземной сетью.

Ответы (3)

Это хороший и забавный вопрос; как правило, существует дочерний сайт StackExchange по построению миров, специально предназначенный для людей, пытающихся построить связные вселенные. Проверьте это!

В любом случае, ваш вопрос можно разумно интерпретировать как «если у нас есть спорадический передатчик, который земля не может запланировать, как он будет связываться с ESTRACK»; и это серьезный вопрос о SX, так что приступим:

Существует ESA PSS-04-105, выпуск 2.4 (ноябрь 1996 г.) , который определяет несущие частоты, скорости, полосы пропускания и типы модуляции передач в рамках ESTRACK.

Для чего-то вроде текстовых сообщений эта сеть на самом деле не предназначалась — она предназначена в первую очередь для передачи телеметрии и выполнения некоторого ранжирования, и никто не ожидает/декодирует/догадывается, что среди этих чисел будет какой-либо текст на английском языке. Но: предполагая, что если вы отправите числа, которые явно не соответствуют нормальной работе, вы действительно сможете заставить инженера искать смысл в полученных данных. Тогда они начнут догадываться, что это значит. Скорее всего, вам лучше всего передавать его в виде битов, используемых в обычной (и старой) кодировке ASCII (которая отображает буквы в двоичные числа). В какой-то момент люди начинают осознавать, что числа, представляющие eи rдовольно распространенные...

Но: чтобы сначала заставить приемник действительно видеть данные, вам нужно построить передачу, которая будет «звуковой». По сути: радиопередачи обогащаются тем, что мы, инженеры связи/теоретики информации, называем «избыточностью». Думайте об этом как о формах контрольных сумм. Например, обычная контрольная сумма будет просто суммой всех отправленных байтов (байт может принимать значения от 0 до 255) по модулю 64. Вы просто отправляете свое сообщение и прикрепляете эту контрольную сумму. Получатель проверяет, получил ли он ту же контрольную сумму, что и вы отправили, и если это не так , он знает, что передача нарушена (и проигнорирует это). Если вы умнее простых контрольных сумм, вы можете создавать коды , которые позволяют получателю «исправлять» ограниченное количество ошибок.

Инженеры космической связи умницы . Проблема в том, что коды могут быть очень длинными, и без их ведома может быть очень сложно угадать, как построить действительную передачу. Так что это, вероятно, станет разумной проблемой для ваших инопланетян.

Однако, поскольку все это основано на математике, а математика одинакова во всей вселенной, а ваши инопланетяне продвинуты и определенно будут иметь какую -то форму кодов, поскольку им самим нужно общаться с помощью радиоволн, это в основном будет проблемой в понимание того, как этот сумасшедший человеческий ум понимает теорию чисел и колец, или, в более общем смысле, алгебру. Это потребует, чтобы они либо взяли с собой своих математиков, либо у них на борту были компьютеры, запрограммированные на решение таких сложных задач (мы, земляне, отчаянно пытаемся найти лучшие и больше кодов, чем мы знаем — в основном, у нас есть богатый, хорошо зарекомендовавший себя код). теории о том, какие великие коды должны существовать, но мы просто не знаем ни одногоиз них, хотя их очень и очень много), что делает вероятным наличие у них какого-то квантового компьютера (только не цитируйте меня по поводу квантовых вычислений — просто известные нам компьютеры не годятся для решения этой задачи). своего рода проблема, как показывает наше незнание кода). Что, в свою очередь, означает, что им должно быть относительно легко, имея достаточно записей, например, телевизионных сигналов, понять, как синтезировать телевизионные сигналы, содержащие человеческую речь/изображения. (не изображение , они никогда не видели, что показывает экран телевизора, только сигнал) Подумайте об этих причудливых глубоких нейронных сетях, переносящих, например, стиль Ван Гога на ваши селфи. Вы также можете «глубоко мечтать» о действительных телевизионных сигналах.

Таким образом, возможно, они предпочли бы напрямую взаимодействовать с телевизионными приемниками на Земле, отправляя сначала тревожные изображения, возможно, вещи, которые выглядят как странные комбинированные изображения, которые доминируют в телевизионных передачах, но чем больше они могут на самом деле наблюдать, на какие телевизионные сигналы люди отвечают, тем лучше. , как только они выяснят, что есть внеземной источник этого.

Спасибо за ваш ответ, я собираюсь прочитать его спокойно - я не инженер, как я уже сказал, и не носитель английского языка :D Кстати, я действительно не был уверен, публиковать ли на WB или здесь :)
«В какой-то момент люди начинают понимать, что числа, представляющие e и r, довольно распространены ...» или «ошибочные» данные просто просматриваются в шестнадцатеричном редакторе, а перевод ascii можно прочитать сбоку ;)
Как человек, который создает программно-определяемые радиоприложения: мне потребуется некоторое время, прежде чем я открою что-то, что явно является неправильными данными, но о которых мой приемник говорит, что он постоянно проходит декодирование с небольшой ошибкой, в шестнадцатеричном редакторе и смотрю на сторону ASCII. вещей. Я смотрю на вещи в графическом виде, как гистограмму, как энтропию по положению, как автокорреляцию, гораздо более вероятно. Если я не жду текста, я не буду его искать. Это так же вероятно, как если бы я посылал вам письмо с маленьким мешочком песка каждый день и ожидал, что вы поймете, что вам следует считать песчинки.…
@Baldrickk… взвесишь, спросишь у геолога, откуда мог взяться этот песок, проверишь на химические остатки, но не поймешь, что я пытаюсь общаться с тобой по поводу количества зерен в мешки с песком.
@MarcusMüller Я думал ascii => цифровая передача => пакеты данных. Как радист против только меня, я с радостью отложу.
Я также думаю, что DSN создан для передачи телеметрии и изображений, но не для текстовых сообщений. Инопланетный зонд не может выучить английские текстовые сообщения и кодировку ASCII, «только смотря телевизор».
@MarcusMüller Я думал о фильме «Контакт». Мозговой штурм: что, если инопланетный зонд а) перехватит сигнал земляного зонда, предназначенного для DNS-станции, Б) модифицирует его, вставив свой «ASCII-текст» вместо некоторых цифр, и В) отправит его на ту же станцию? Это имеет смутный смысл?
@Lupetto Вы не можете изменить радиосообщение в пути (за исключением случаев, когда вы хотите, скажем, пересилить его, но это, скорее всего, просто превратит оба сообщения в мусор на принимающей стороне). Однако вы можете скопировать сообщение, отправленное по радио, изменить его по своему усмотрению и передать новое сообщение в том же направлении, что и исходное. Или, поскольку вы, вероятно, уже знаете, как строится сообщение, просто создайте свое собственное!
@Lupetto, Майкл Кьорлинг прав насчет копирования, повторной передачи и изменения сообщения, но здесь есть дополнительное предостережение: если вы измените содержимое (например, заменив числа текстом ASCII), вы сделаете недействительными контрольные суммы, о которых говорил Маркус. . В этот момент сообщение выглядит точно так же, как обычное сообщение, которое было случайно искажено — я думаю, что эта стратегия снизит вероятность того, что инженеры заметят сообщение.
Да, вы оба правы; Я поторопился :)
@Bear зависит от того, насколько они настойчивы в этом. «Эй, количество поврежденных сообщений за последнюю неделю было очень высоким, можем ли мы пригласить сюда инженера для анализа первопричин?» (открывает дампы пакетов) "почему там написано ПРИВЕТ, ЗЕМЛЯНЕ, ВЕДИТЕ МЕНЯ К ВАШЕМУ ЛИДЕРУ"?

Многие спутники ЕКА используют Стандарт использования пакетов (pdf) (PUS), опубликованный Европейским сотрудничеством по космической стандартизации (ECSS) для отправки телекоманд и получения телеметрии. По сути, это протокол передачи, описывающий структуру пакета и семантику каждого элемента. Он основан на восьмибитных октетах.

В главе 5.4 вы найдете структуру пакета телеметрии . Если инопланетяне сверхразумны, они должны были понять структуру телеметрии PUS. И да, есть строковый тип, обычно с кодировкой ASCII. Зная это, они должны иметь возможность обрабатывать телеметрию, которая либо исходит от одного из наших спутников и может быть признана «интересной», либо они могут создавать телеметрию, вызывающую бешеную активность, потому что кажется, что она исходит от «неизвестного» спутника или приложения на спутник.

Звучит многообещающе. Это, более или менее, идея моего второго комментария к другому ответу?
@Lupetto Вроде того. Ваш комментарий говорит об изменении сообщения в полете. Я думаю о том, чтобы синтезировать новое телеметрическое сообщение .

Я предполагаю, что у вас есть зонд, вращающийся вокруг Земли или каким-то образом следящий за Землей, когда она вращается вокруг Солнца.

Если это так, зонд вряд ли сможет отправить какой-либо ответ, который он получит от землян, обратно на свою базу, поскольку физика гауссовых лучей указывает на то, что энергия распространяется на очень большие расстояния.

Зонд должен будет передавать Тетраватт обратно на свою базу, чтобы любой пригодный для использования сигнал мог быть прочитан им.

Если зонд не находится относительно близко к Земле, мы не сможем уловить никакого читаемого сигнала.

Там может быть космический корабль-ретранслятор вне поля зрения. Зонд может иметь большую фазированную решетку, летящую строем, или использовать чрезвычайно короткие волны (рентгеновское, гамма-излучение). Поскольку ничего из этого не было указано и не ограничено, невозможно рассуждать таким образом.
Сигналы в сеть дальнего космоса
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v