Возможно ли иметь спутник, который возвращает данные со спутников, находящихся дальше в Солнечной системе?

Нет, это плохая идея по нескольким причинам. Это может быть хорошей идеей, если когда-нибудь появится много космических кораблей, но в противном случае...

1. Относительное положение меняется со временем. Для надежной работы потребуется несколько из них, иначе есть большая вероятность, что это просто не сработает.
2. Солнечная энергия так далеко не работает. Текущий метод питания космических кораблей - радиоактивный распад. Со временем он теряет эффективность, поэтому миссия будет ограничена.
3. Выйти на такую ​​дальнюю орбиту действительно сложно, и это еще не сделано.
4. Правильное наведение антенны будет более трудным. В основном, указывая на Солнце, указывает на Землю, когда вы находитесь так далеко, указывать на ближайший спутник сложнее.
5. Если один из спутников выйдет из строя, вы можете потерять миссию. Не совсем вариант.
6. Если вы действительно далеко там, это не имеет большого значения. Оба "Вояджера" находятся на расстоянии более 100 а.е. Урану всего 19. Ни царапины. Большинство космических аппаратов, отправляющихся так далеко, в обозримом будущем не остановятся, они будут двигаться со скоростью убегания от Солнца и, таким образом, со временем будут двигаться дальше.

По сути, я думаю, что это сработает только в том случае, если там будет много космических кораблей. Может быть, около 100, но не менее 30. Это означает, что вы не так уверены в себе, что должно несколько улучшить ситуацию. Я не могу видеть, что происходит в течение длительного времени.

Это работает, если у вас есть несколько космических кораблей близко друг к другу. Где это происходит? Марс. Спутник связи Марса обсуждался в течение ряда лет, и на самом деле большинство марсианских спутников служат ретрансляторами связи после завершения их основной миссии и, в меньшей степени, до завершения их основной миссии. Это несколько усложняет операции, но работает.

Поскольку планеты не выстраиваются в линию, нет особого смысла размещать ретрансляторы на орбите вокруг конкретной планеты. Для общего решения вам нужно разместить их кучу на круговых орбитах на разных расстояниях от солнца, что потребует больших затрат.

Вы также можете отправлять один или несколько ретрансляторов после каждой конкретной исследовательской миссии, которую вы запускаете, с постепенно снижающейся скоростью.

Но зачем беспокоиться? Единственная проблема со слабым сигналом New Horizons заключается в том, что скорость передачи данных очень низкая; когда дорога до места назначения занимает девять с половиной лет, какая разница, день ли, неделя или месяц, чтобы вернуть фотографии?

В дополнение к уже упомянутым пунктам: на Земле мы можем построить параболические антенны диаметром 70 м. В особых случаях использовалась даже 300-метровая антенна Arecibo. В космосе самая большая антенна, когда-либо развернутая, составляет 10 м ( радиоастрономическая миссия « Спектр-Р »). Вес увеличивается пропорционально квадрату радиуса антенны, поэтому запуск большой антенны обходится очень дорого.
Вы также сталкиваетесь с нехваткой места: самая большая отдельная деталь, которую можно запустить, имеет длину около 20 м и ширину 5 м, поэтому большую антенну необходимо сложить и/или собрать в космосе.