Hat New Horizons seine kleinere Antenne mit mittlerer Verstärkung für die meisten/alle Downlinks von Pluto- und Arrokoth-Vorbeiflugdaten verwendet?

Brian Mays New Horizons-Video (unten) wurde ungefähr zur gleichen Zeit veröffentlicht, als die Raumsonde New Horizons 2014 MU69 Arrokoth passierte , und enthält viele technisch aussagekräftige Grafiken.

Ein Punkt ist die Veranschaulichung von Downlink und Uplink von Daten, dargestellt als schmaler blauer Strahl bzw. breiter grüner Strahl.

Diese Antwort auf Funktion und Beschaffenheit des RHC/LCH-Kabelpaars zum Sekundärspiegel der Parabolantenne von New Horizons? zeigt, dass die Rückseite des Sekundärspiegels der Antenne mit hoher Verstärkung auch eine kleine Primärschüssel aufweist, die die Antenne mit mittlerer Verstärkung bildet.

  1. Ist es richtig, dass New Horizons sogar bei Pluto und MU69 hauptsächlich seine Antenne mit mittlerer Verstärkung für die Übertragung verwendet und nicht seine Antenne mit hoher Verstärkung?
  2. Wenn ja warum? Die Rückgabe der Pluto/Charon-Daten dauerte Monate, und es wird auch für die MU69-Daten eine ganze Weile dauern. Warum nicht verkürzen und die High-Gain-Antenne verwenden?

Downlink-Animations-GIF (über die Antenne mit mittlerer Verstärkung von New Horizons) aus dem Video

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Uplink-Animations-GIF (über die High-Gain-Antenne von New Horizons) aus dem Video

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Quelle: Spaceflight 101's New Horizons Spacecraft Overview entlehnt von Funktion und Beschaffenheit des RHC/LCH-Kabelpaars zum Sekundärspiegel der Parabolantenne von New Horizons? Bilder von Gerichten, die in dieser Antwort verfügbar sind .

Warum denken Sie, dass sie den MGA verwenden würden, wenn der HGA in die gleiche Richtung weist und eine viel höhere Datenrate bietet?
@Hobbes " Brian Mays New Horizons-Video ... enthält viele technisch aussagekräftige Grafiken. Ein Element ist die Veranschaulichung von Downlink und Uplink von Daten, die als schmaler blauer bzw. breiter grüner Strahl angezeigt werden ... Ist es genau? ..? Wenn ja, warum? “
Sie haben einen winzigen Leckerbissen (eine Visualisierung, die interessant/cool aussehen soll) genommen und daraus eine wirklich unwahrscheinliche Schlussfolgerung gezogen. Ich habe dieses Video gesehen und es sofort als künstlerische Lizenz abgetan. Daher meine Frage, was lässt Sie glauben, dass das Video korrekt ist, wenn dies gegen die grundlegende Logik verstößt?
@Hobbes hier gibt es überhaupt keine Schlussfolgerung. Ich habe gefragt, ob die Animation korrekt ist. Du verkennst meine Frage mal wieder falsch.

Antworten (3)

Nein. Die Mission ist darauf ausgelegt, den HGA zum Downlinken von Daten zu verwenden. Die MGA wird für Uplinks und für Notfälle verwendet.

Eine hocheffiziente 2,1-Meter-Parabolreflektorantenne (HGA) ist erforderlich, um die 36-AU-Rückverbindung nach der Begegnung mit mindestens 600 bps zu unterstützen.

Die Fähigkeit, für die erweiterte Mission über die Antenne mit mittlerer Verstärkung (MGA) auf 50 AE zu befehlen, legt die MGA-Empfangsverstärkung fest.

Es scheint, dass sie es dann im Video genau umgekehrt haben. Danke!
Also überhaupt kein Downlink mit MGA?
nur in Notfällen, schätze ich.
@Uwe Ich habe eine grobe Berechnung des Link-Budgets durchgeführt und der Verlust von ungefähr 17 dB bei 50 AU wird in Bezug auf die Datenrate sehr, sehr schmerzhaft sein.
Wenn Sie etwas dazu sagen möchten, dass Ihre Antwort gelöscht wird, können Sie gerne abstimmen, kommentieren oder eine Antwort schreiben zu Warum eine Frage mit so vielen gut geschriebenen und erhaltenen Antworten löschen?
Danke. Es tut mir jedoch nicht leid, dass diese spezielle Frage gelöscht wird.
Das ist sinnvoll, da die für die bodengestützten Sender verfügbare Leistung VIEL größer ist als die an Bord von New Horizons verfügbare , sodass sie es sich leisten können, die Antenne mit geringerer Verstärkung zu verwenden.

Das war nur für künstlerische Zwecke. Das HGA wurde während der Begegnungen mit Pluto und MU69 sowohl für den Uplink als auch für den Downlink verwendet.

Danke für deine Antwort. Können Sie dies unterstützen, indem Sie auf eine unterstützende Quelle oder ein Zitat verlinken? Es scheint mit dem Quellenzitat in dieser Antwort nicht einverstanden zu sein , aber es könnte eine Änderung der Pläne gegeben haben.

Um über die Antwort von @ Hobbes hinauszugehen , betrachten wir dies quantitativ.

Aus dem verlinkten Artikel Spaceflight 101 des OP , Wikipedias New Horizons: Telecommunications and data handling this and this answer und Rückruf aus verschiedenen DESCANSO-Veröffentlichungen.

Die Angabe, dass New Horizions Anweisungen auf seiner Antenne mit mittlerer Verstärkung bis zu 50 oder sogar 100 AE empfangen kann, hat mehrere Vorteile, anstatt nur mit seiner Antenne mit hoher Verstärkung.

  • Die Antenne mit mittlerer Verstärkung hat eine Strahlhalbwertsbreite von über 4 Grad gegenüber etwa 0,5 Grad für die hohe Verstärkung, was bedeutet, dass Sie das Lageregelungssystem nicht so sehr belasten müssen, um auf die Erde zu zielen
  • Wenn eine der beiden Antennen (mittlere Verstärkung, hohe Verstärkung) ausfällt, kann die andere immer noch Anweisungen von der Erde empfangen.

Es stellt sich heraus, dass die kleinere Empfangsantenne von New Horizions und (vermutlich) Raumtemperatur-Frontend durch die höhere 1000x höhere Sendeleistung von DSN kompensiert wird. (DSN-Schüsselgewinn erscheint in beiden Verbindungsberechnungen, sodass sie abgebrochen werden). Unten ist eine sehr grobe Berechnung und könnte leicht um ein halbes Dutzend dB abweichen, aber es ist gut genug, um zu sehen, warum dies funktioniert.

                               uplink                 downlink

 Transmit Power          ~20,000W  43 dBW          12W   11 dBW
 Transmit Gain                     73 dBi                42 dBi
 Receive  Gain                     25† (est.)            73 dBi
 path loss (43.4 AU, 8GHz)       -307 dB               -307 dB

 received power                  -166 dBW              -181 dBW
 receiver noise dBm/Hz   (300K)  -204           (20K)  -216 dBW

 S/N @ 1 Hz                        38 dB                 35 dB      ROUGHLY THE SAME!
 S/N @ 1 kHz                        8 dB                  5 dB      ROUGHLY THE SAME!    

 †estimated based on equation (https://space.stackexchange.com/a/24343/12102) and ratio to 2.1 m high gain.
Hat New Horizons seine kleinere Antenne mit mittlerer Verstärkung für die meisten/alle Downlinks von Pluto- und Arrokoth-Vorbeiflugdaten verwendet?
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