Echtzeitkommunikation im Weltraum

Heute verwenden wir Audio- und Videokommunikation (unter Verwendung des UDP-Protokolls) über IP-Netzwerke (VoIP) zur Kommunikation (Skype, Whatsapp, FB Messenger). Dies funktioniert gut auf dem Planeten Erde (obwohl es verschiedene Faktoren gibt, die dies beeinflussen ).

Welche Technologie wird heute zur Kommunikation im Weltraum eingesetzt? Wie könnte eine Person auf dem Mars mit jemandem auf der Erde sprechen?

Paketprotokolle sind für sehr große Netzwerke wie das Internet gedacht, die eine große Anzahl separater Datenströme zusammen über dasselbe Medium bewegen. Wenn Sie danach fragen, gibt es Diskussionen oder Pläne, das Internet in den Weltraum jenseits der Erde auszudehnen? gibt darauf eine Antwort. Es ist jedoch nicht klar, ob es das ist, was Sie zu fragen versuchen. Ich bin verwirrt darüber, was Sie mit "Echtzeit" meinen, und der Erwähnung speziell einer Person, die mit einer anderen spricht.

Antworten (1)

Welche Technologie wird heute zur Kommunikation im Weltraum eingesetzt? Wie könnte eine Person auf dem Mars mit jemandem auf der Erde sprechen?

Verwendung von Radiowellen.

„Echtzeit“ ist also zunächst einmal ein starkes Wort. Abhängig von der relativen Position von Erde und Mars brauchen Licht (und damit elektromagnetische Wellen) Minuten, um diese Entfernung zu überwinden. Sie können nicht "ein nettes Gespräch führen", wenn Sie etwas sagen, und dann Minuten warten müssen, bis das andere Ende das empfangen und beantworten kann und bis die Antwort Sie erreicht. Physikalisch gesehen kann nichts schneller als Licht sein, daher ist eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation mit geringer Latenz im Universum, wie wir es kennen, schlichtweg unmöglich.

"UDP" und Dinge wie die verschiedenen VoIP-Methoden sind ziemlich hochrangige Dinge, die Sie tun können, sobald Sie eine funktionierende IP-Verbindung haben. Wie Sie sich vorstellen können (wenn Sie jemals den Empfang mit Ihrem 3G/4G-Telefon verloren haben, wenn Sie ein Ballungsgebiet verlassen oder durch einen Tunnel fahren), ist dies ziemlich schwierig zu erreichen, wenn die Entfernung zwischen Ihnen und dem anderen Ende mehrere astronomische Einheiten beträgt .

Der schwierige Teil ist also, nichts auszuwählen, was auf einer so hohen Ebene des Protokollstapels läuft, sondern zuerst überhaupt Kontakt zu haben – tatsächlich, wenn Sie auf der falschen Seite des Planeten sind, von der anderen Seite abgewandt , das wird zu einem sehr schwierigen Problem, und Sie benötigen ein sehr leistungsfähiges System von Satelliten, die Ihre Planeten umkreisen, um die Signale weiterzuleiten, damit es praktisch keinen Schatten gibt. Auch die möglicherweise im Weg stehende Sonne (und eine enorme Lärmquelle) hilft nicht weiter.

Tatsächlich existieren diese Satellitensysteme nicht ; Marsmissionen verlieren jeden Marstag für einige Stunden die Verbindung, wenn die reine Geometrie keine direkte Sichtlinie zulässt.

Ihre Frage beginnt also viel zu hoch; Es ist, als würde man fragen, "in welche Möbelgeschäfte gingen die frühen Menschen", wenn die eigentliche Frage wäre, "wie haben die frühen Menschen überhaupt Wohnungen gebaut".

Lassen Sie mich hinzufügen, dass die Kommunikationstechnologie ein sehr mathematisches Gebiet ist, und wir haben viele Gleichungen, die theoretische Grenzen beschreiben. Seien Sie also versichert, dass Sie ohne eine riesige Antenne (denken Sie: Satellitenschüssel mit Dutzenden von Metern Durchmesser) einfach mathematisch keinen ausreichenden Signalempfang (und damit Signal-Rausch-Verhältnis) erreichen können, um ihn auch nur theoretisch zuzulassen (nicht : implementieren) einen verständlichen Sprachruf von Planetenoberfläche zu Planetenoberfläche. (Bedingungen für Google, wenn Sie einen Bericht erstellen: SNR, Shannon's Channel Capacity, Free Space Path Loss, Antenna Gain, Background Radiation, Noise Figure)

Gute Antwort! Ich möchte einfach hinzufügen, dass es Vorschläge gibt, nicht-keplersche Umlaufbahnen zu verwenden, um eine permanente Kommunikation zwischen Erde und Mars zu haben, unabhängig von den Planetenpositionen. Beispiele finden sich in Abschnitt VB des folgenden Artikels: McKay, RJ, et al. "Nicht-Keplerianische Umlaufbahnen mit Antriebssystemen mit niedrigem Schub und hohem ISP." 60. Internationaler Raumfahrtkongress. 2009.
Danke für diesen interessanten Kommentar :) Aber wie Sie sagen, dies sind Vorschläge , und die Installation von Satelliten in Umlaufbahnen, die nicht nur erdbezogen sind, ist, gelinde gesagt, nicht trivial :)
Haha, ja, "nicht trivial" ist eine massive Untertreibung!