Was sind die Einschränkungen in Bezug auf Europa in Bezug auf die aktuelle Datenübertragungstechnologie?
Nehmen wir an, wir hätten einen Orbiter, der Jupiter umkreist, einen Lander auf der Oberfläche von Europa und ein "Schwimmer" [U-Boot], das irgendwie unter das Eis gelangt, und unter dem Eis existiert flüssiges Wasser.
Wie könnte der „Schwimmer“ mit der heutigen Technologie mit der Erde sprechen? (Aka „Telefon nach Hause“) Wäre ein Draht erforderlich, um das 2-8 km lange Eis zu durchdringen? (Kann Radar so weit vordringen?) Wie weit könnte die „Schwimmer“-Kommunikation vordringen?
Ich bin besonders neugierig auf die Grenzen der derzeitigen Datenübertragungsfähigkeiten eines Objekts, das unter 2-8 km Eis begraben ist. (Ist die Dicke des Eises relevant?). Die Datenübertragungsrate ist nicht unbedingt relevant, nur die Entfernung durch verschiedene Medien wie Eis, Wasser und offene Flächen.
Ein Kabel wäre erforderlich, um eine wirkliche Datenmenge herauszuholen. Wikipedia hat die modernste Kommunikation mit U-Booten . Es gibt grundsätzlich 2 Möglichkeiten, mit ihnen zu kommunizieren. Die Verwendung von Schallwellen könnte für kurze Entfernungen funktionieren, und dies könnte von einer Oberflächenkomponente bis zum Unterwasser-U-Boot verwendet werden. Sehr niedrige Frequenzen (3-30 kHz) können einige Meter unter Wasser kommunizieren, während ELF mit Wellen von 3-300 Hz kommunizieren kann. Weder können signifikante Daten übertragen werden, noch kann man unter Wasser gebaut werden. Sie können auch nicht sehr gut fokussiert werden, also würden sie bestenfalls mit der Oberfläche kommunizieren, von dort zur Erde.
Eis überträgt HF etwas besser als Wasser, hat aber auch Schwierigkeiten. Im Gegensatz zu Wasser kann Radar erfolgreich große Eistiefen durchdringen.
Die einzige praktische Möglichkeit, Daten unter Wasser zu erhalten, besteht darin, eine Lander-Relay-Kommunikation zwischen der Erde und dem U-Boot zu haben, möglicherweise über einen Orbiter, der entweder Schallwellen oder ein Kabel verwendet.
Sie würden mit ziemlicher Sicherheit einen Draht benötigen. Auf Europa muss man sich mit 2 Dingen auseinandersetzen (neben der lähmenden Strahlung, der extremen Kälte, dem Vakuum usw.) und das sind Eis und Wasser. Wasser absorbiert Funkwellen, nur extrem niederfrequente, sehr starke Funkwellen können viel Wasser durchdringen, und diese Signale sind schlecht darin, Informationen zu transportieren, da die Rate, mit der Daten übertragen werden, sehr gering ist, wie ein Zeichen alle paar Sekunden. ELF wird verwendet, um mit U-Booten zu kommunizieren, aber es ist eine Möglichkeit, da der Sender riesig und die Empfangsantenne sehr lang ist - über einen Kilometer, wenn ich mich erinnere. Unpraktisch für eine Raumsonde, und es gibt keine Möglichkeit, einen Sender nach Europa zu schicken, da er riesig ist. Die Sonde wäre nur in der Lage, Daten unter Verwendung eines ELF-Systems zu empfangen und nicht zu senden.
Sonar ist auch ein sehr schlechter Informationsträger, es geht ziemlich weit, aber es gibt zu viel Dämpfung und Verzerrung.
Das Oberflächeneis ist ebenfalls ein echtes Problem, da es auch Funk absorbiert und verhindert, dass eine darunter liegende Sonde eine Antenne freilegen kann.
Um zu verstehen, wie wir dies auf Europa tun würden, müssen Sie nicht weiter schauen als wie wir es auf der Erde tun. Während es autonome Sonden gibt, wird die überwiegende Mehrheit der unbemannten Unterwassererkundung mit angebundenen Sonden durchgeführt, da dies die einzige Möglichkeit ist, die Sonde mit Strom zu versorgen, und die einzige Möglichkeit, Daten von der Sonde in großen Mengen zu erhalten, während sie sich unter der Oberfläche befindet. Sogar die autonomen Sonden müssen auftauchen, um Informationen zu senden. Marinen auf der ganzen Welt haben viel Geld ausgegeben, um Wege zu finden, Daten über Wasser zu übertragen, damit U-Boote unter Wasser kommunizieren können, aber sie müssen immer noch Daten über eine Antenne senden, die der Oberfläche ausgesetzt ist.
Jede von uns gesendete Sonde benötigt also eine Art Draht, um Daten zurückzusenden.
Antzi
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