Зачем Кеплеру вращаться к Земле для передачи данных?

К корпусу Кеплера прикреплена параболическая параболическая антенна.

Существует множество возможных конструкций передающих устройств. Для космических кораблей предпочтительны параболические параболические антенны, поскольку они имеют наименьшее затухание радиоволн на расстоянии. Но параболические антенны должны быть направлены на приемник.

Телескоп «Кеплер» был слишком дорогим для миссии класса «Дискавери », поэтому были приняты некоторые компромиссы. Один из них заключался в использовании неподвижной тарелки вместо тарелки на управляемой руке.

Вместо этого:

он превратился в это:

Вы можете увидеть неподвижную тарелку в нижней части космического корабля.

Из часто задаваемых вопросов НАСА о Кеплере :

Д6. Почему антенна с высоким коэффициентом усиления закреплена на космическом корабле, а не на шарнирном рычаге?

Еще на этапе проектирования космического корабля было принято решение установить антенну непосредственно на космическом корабле. Было две причины: это уменьшило стоимость проектирования и строительства миссии, а также уменьшило риск отказа руки выдвинуть антенну после запуска.

Из-за этого Кеплеру необходимо прерывать свои наблюдения для передачи собранных данных. Он поворачивает все тело, чтобы направить неподвижную параболическую антенну на Землю.

Чтобы ответить на комментарий:

почему Кеплер не спроектирован таким образом, чтобы он всегда указывал на Землю, а устройство связи одновременно могло собирать данные

Кеплер находится на обратной орбите Земли с периодом 371 день . Вы можете увидеть это на этой картинке:

Расстояние Кеплера до Земли меняется как со временем, так и в направлении. Кеплер был разработан , чтобы смотреть на фиксированную область неба в течение как минимум трех лет. Помните также, что и Кеплер, и Земля движутся вокруг Солнца, а звезды — нет . В результате угол между двумя линиями (Кеплер-Земля и Кеплер-область интереса) постоянно меняется . Поэтому невозможно настроить фиксированную тарелку так, чтобы она всегда указывала на Землю.

То же самое и с миссией К2, где Кеплер смотрит на фиксированную область неба в течение примерно 80 дней, а затем переключается на другую область. (Области должны быть близки к эклиптике из-за требований баланса давления солнечного света). На этих фотографиях показаны области К2, а также начальная (основная миссия) область:

Источник

Источник

Зачем Кеплеру вращаться к Земле, а не иметь антенну, всегда направленную на Землю?

Не было необходимости всегда направлять антенну прямо на Землю, потому что связь с Землей была нечастой, менее восьми часов в месяц.

Активов дальнего космоса намного больше, чем приемников для связи с этими активами. Решение состоит в том, чтобы иметь прерывистую связь с космическими средствами, записывающими данные для последующего высокоскоростного воспроизведения во время их коротких временных интервалов связи с сетью дальнего космоса.

Время в сети Deep Space Network стоит довольно дорого: от 1000 до 5000 долларов в час, плюс дополнительный час на установку и демонтаж. Поскольку Земля вращается, постоянный контакт 24/7/365 потребует переключения между наземными станциями, что потребует более 30 часов времени контакта DSN в день, включая время установки и демонтажа. Постоянный контакт в режиме 24/7/365 сделал бы затраты Kepler только на DSN более десяти миллионов долларов в год. Также потребовалось бы, чтобы у Кеплера была значительно более дорогая антенна, чем у него была.

Кеплер с самого начала задумывался как недорогая миссия. Вместо постоянного контакта у Кеплера были раз в месяц контакты с ДСН. Большую часть месяца Кеплер не поддерживал связь и вместо этого собирал данные.