Какие методы использовались космическим кораблем «Юнона» для успешной передачи пакетов данных обратно на Землю, когда он находится на полярной орбите вокруг Юпитера? Юпитер является сильным источником радиопомех, в то же время он, конечно, также находится на довольно большом расстоянии от Земли (в настоящее время примерно 5,135 а.е.).
Художественная концепция Юноны на Юпитере (Источник: Wikimedia Commons )
Пожалуйста, опишите коммуникационную подсистему Юноны, ее предполагаемую эффективность и любые имеющиеся методы предотвращения возможных радиопомех, окклюзии прямой видимости, пересечения несущих волн с огромной магнитосферой Юпитера и других возможных причин потери передачи, независимо от источника. . Какие уровни избыточности данных будут использоваться (повторение пакетов, несколько несущих длин волн и т. д.), как будет кодироваться передача данных (используемые алгоритмы обнаружения и исправления ошибок), с какой скоростью и орбитальной позицией они будут передаваться, чтобы обеспечить успех этого критически важного компонента подсистемы?
Если возможно, сравните прогнозируемую частоту отказов при передаче данных для «Юноны» с наблюдаемой частотой отказов из предыдущих миссий на Юпитер, какие уроки мы извлекли к тому времени и научились строить вокруг них с «Юноной», сделав ее более устойчивой к ошибкам при передаче данных.
В этой статье подробно описывается телекоммуникационная система Juno.
Это стандартная система X-диапазона для дальнего космоса с 2,5-метровой антенной с высоким коэффициентом усиления, ламповым усилителем на бегущей волне мощностью 25 Вт и каскадными сверточными кодами и кодами коррекции ошибок Рида-Соломона или Турбо со скоростью 1/6. Он будет передавать 18 000 бит/с на 34-метровую антенну на Земле на максимальной дальности (6,459 а.е.) при частота битовых ошибок.
Большая часть шума в передаче исходит от космической плазмы между Юпитером и Землей и земной атмосферой. Не с Юпитера. Юпитер шумит на частотах МГц, но не на частотах ГГц.
Что делается для обеспечения целостности данных, так это прямое исправление ошибок. Обычно используется турбокод , а скорость выбирается так, чтобы частота ошибок по битам с запасом 3 дБ. Для данных, которые не доходят из-за непредвиденных помех, например, из-за шторма над Канберрой или чего-то подобного, эти данные могут быть повторно переданы на другом проходе.
Это просто стандартная процедура для любой прямой связи с Землей из дальнего космоса. Для Юпитера нет ничего особенного, как только вы подключите диапазон.
Единственный урок, который я знаю от Галилео, может заключаться в том, чтобы больше не использовать развертываемую антенну с высоким коэффициентом усиления .