Spørgsmål:
VLB-interferometri i det dybe rum - giver det mening at kommunikere?
s-m-e
2013-07-17 02:10:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dette er noget, jeg tænkte på lige nu, da denne beta blev åbnet ... perfekt!

I radioastronomi er der en teknik, der kaldes meget lang baseline interferometri. Ideen er at kombinere et antal teleskoper for at ligne et noget større ikke-eksisterende teleskop. Det tilsigtede formål beskrives normalt som at få en højere vinkelopløsning, når man observerer himlen.

Forestil dig nu, at du gør noget lignende med et antal retter et eller andet sted i det dybe rum med det formål at opfange signaler fra Jorden. Sammenlignet med det bruger nuværende dybe rumopgaver som New Horizons en ret stor enkelt skål til at modtage kommandoer fra Jorden. Forestil dig, at du i stedet har et antal små rumfartøjer med meget små fade, men i høj afstand til jorden. Forestil dig, at disse små rumhåndværk på en eller anden måde er i stand til at udføre meget lang basislinjeinterferometri og formodes at modtage kommandoer fra Jorden.

Mit spørgsmål er, kunne denne række små retter med de små rumfartøjer bruges til at "erstatte" en enkelt større skål i denne sammenhæng? Eller er en forbedret vinkelopløsning og opsamling af signaler over lange afstande noget forskellige problemer?

Tre svar:
user29
2013-07-20 19:58:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Problemet med meget fjern kommunikation er magt, ikke "opløsning" (hvilket alligevel ikke helt giver mening i den sammenhæng). Så du kunne have en hel række modtagere, men de vil alle modtage den samme (lille) mængde strøm, og da antagelsen er, at en modtager ikke er nok til at lukke et link, er et hvilket som helst antal modtagere ikke vil hjælpe dig.

Lad os sige, at en signalmodtager bare knap ikke lukker et link. Noget som du ser et sammenhængende signal, men der er for meget støj til, at det kan bruges. I så fald, hvis du har en række modtagere som denne, er det muligt, at du kan arbejde med nogle kommunikationsguider og sænke fejlfrekvensen i signalet (hvis alle modtagere i dit array f.eks. Modtog i en lidt anden fase), men det går ud over min forståelse af signalbehandling.

(Selvom jeg bruger "modtagere" i svaret, gælder det samme for "sendere", da det er det samme problem, men omvendt).

Jeg tror, ​​det kan handle om 'støj' og noget 'kommunikationsguideri'. Det jeg ikke kan se er, hvordan fysikken bag en 'forbedret opløsning' kan (eller ikke kan) sparke ind her ... Hvis jeg forstår dit svar korrekt, vil en udvidet baseline med små retter * ikke * gøre tricket for det, jeg vil have ?
@ernestopheles - Ja, du forstår korrekt. Jeg hævder, at 'forbedret opløsning' ikke hjælper dig her, medmindre du forsøgte at finde et signal, der er stærkt nok til at blive set af individuelle antenner. Den "store skål", du vil slippe af med, er nødvendig for at modtage nok RF-energi til at trække signalet ned.
På den anden side kan tilstrækkelig spredning reducere nødvendigheden af ​​at sende antennen på det udadrettede håndværk nøjagtigt mod jorden. Denne spredning skal dog omfatte et enormt volumen!
user39
2013-07-21 20:16:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Interferometri bruges til at beregne afstand. I VLBI bruger de flere teleskoper, så de kan kontrollere signalets ankomsttid (som hvordan GPS fungerer).

Fra wiki:

I VLBI indsamles et signal fra en astronomisk radiokilde, såsom en kvasar, ved flere radioteleskoper på Jorden. Afstanden mellem radioteleskoperne beregnes derefter ved hjælp af tidsforskellen mellem ankomsten af ​​radiosignalet til forskellige teleskoper. Dette gør det muligt at kombinere observationer af et objekt, der foretages samtidigt af mange radioteleskoper, emulere et teleskop med en størrelse svarende til den maksimale adskillelse mellem teleskoperne.

Nøgledelen er emulering; som i det giver effekten af ​​at bruge et stort teleskop. Jeg tror, ​​det er her kernen i dit spørgsmål kommer fra.

Brug af små retter på flere dybe rumsatellitter fungerer muligvis ikke, fordi de måske ikke kan forstærke signalet nok til at modtage noget. VLBI ville også kræve, at den tid signalet ankommer og modtagerens position er kendt med stor præcision. Prober, der flyver ud i rummet med forskellige hastigheder, vil have forskellige drift i deres atomure samt problemer med at bestemme den nøjagtige position (inden for millimeter) af hinanden.

Hvis du vil starte flere satellitter for at forbedre dyb rumkommunikation kan det være bedre / enklere at starte dem, så de fungerer som repeatere for signalet.

"effekten af ​​at bruge et stort teleskop [...] kerne af dit spørgsmål" - Det er rigtigt. Jeg kigger på dette problem på grund af et missionskoncept, der kræver høj præcisionstiming og relativ positionering af nyttelasten alligevel, så overvej disse problemer 'løst'. Den sidste tilbageværende elefant i rummet er en stor skål, som jeg vil fjerne. Så den * emulerende * bit i dit wiki-tilbud er faktisk interessant.
@ernestopheles, Med et VLA-teleskop kan du få modtage data fra sonden på jorden fint; men at få sonden til at modtage data fra jorden er den svære del? Jeg siger, brug en super power laser til at sende lys dybt ind i rummet, hvor sonden er. Moduler dataene ved hjælp af et spejlgalvanometer til at afbøje strålen væk fra sonden som en måde at sende impulser på.
Lasere er også interessante i denne sammenhæng, men jeg beder specifikt om radiokommunikation her :-) Så ja, den hårde del modtager kommandoer i rummet. Jeg har brug for en bestemt begrundelse for, hvorfor dette kunne eller ikke kunne fungere. Bounty er slukket om 22 timer, btw.
Rory Alsop
2013-07-17 04:15:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det skal fungere - den udfordring, du ville have, er at placere tallerkenerne nøjagtigt på den baseline eller i det mindste at vide, hvor langt væk fra baseline de er til enhver tid for at beregne den relative fase af en indgående bølgeform. p>

På Jorden kan deres positioner måles meget nøjagtigt, og de har tendens til at blive, hvor de er. I rummet vil de hver have deres egen bane og blive påvirket af påvirkning fra affald i rummet, solvind og andre partikler osv.

Jeg er sikker på, at VLBI arbejder i rummet. Spørgsmålet er mere, om det er fornuftigt at opfange fjerne signaler i stedet for at forbedre billedopløsningens opløsning ...?
Nå forbedrer det opløsningen - du får forbedring ved at udvide basislinjen og ved at tilføje flere modtagere.
'forbedring fra udvidelse af basislinjen' - det er pointen. Hvordan kunne * dette * være nyttigt til at opfange et signal med hensyn til kommunikation? Bounty er slukket om 22 timer, btw :-)


Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...