Ist es Curiosity möglich, Live-HD-Fernsehen vom Mars zur Erde zu übertragen?

Aktuelle Mars-Rover sammeln große Mengen an Daten und Bildsequenzen auf dem Mars und speichern sie im Speicher, und normalerweise übertragen sie die Daten dann an ein Raumschiff in der Marsumlaufbahn, um sie zu festgelegten Zeiten erneut zur Erde zu senden.

Aber ist es für einen Rover wie Curiosity möglich, „Live“-HD-Videos von der Marsoberfläche zu einem Orbiter zu übertragen, der gleichzeitig die Bilder zur Erde zurücksendet?

Aus Wikipedia :

Curiosity ist durch mehrere Mittel mit erheblicher Telekommunikationsredundanz ausgestattet – ein X-Band-Sender und -Empfänger, die direkt mit der Erde kommunizieren können, und ein softwaredefiniertes UHF-Electra-Lite-Funkgerät für die Kommunikation mit Mars-Orbitern.

[...]Curiosity kann mit Geschwindigkeiten von bis zu 32 kbit/s direkt mit der Erde kommunizieren, aber der Großteil der Datenübertragung sollte über den Mars Reconnaissance Orbiter und Odyssey Orbiter weitergeleitet werden. Die Datenübertragungsgeschwindigkeiten zwischen Curiosity und jedem Orbiter können 2000 kbit/s bzw. 256 kbit/s erreichen, aber jeder Orbiter kann nur etwa acht Minuten pro Tag (0,56 % der Zeit) mit Curiosity kommunizieren.

"Ist es möglich?" Fragen sind problematisch, weil die Antwort sehr oft lautet: " Es kommt darauf an, wie viel Zeit und Geld Sie haben ", und so wird nicht viel gelernt. Ich habe den Wortlaut Ihrer Frage in "Was sind die technischen Herausforderungen ...?" Format, das tendenziell besser zum Stack Exchange-Format passt. Sie können es gerne weiter anpassen, wenn ich etwas übersehen habe, oder klicken Sie einfach editedunter die Frage und dann rollback, wenn Sie sich damit nicht wohl fühlen.
Mit Live-HD-Farbfernsehen vom Rover ist es nicht möglich, den Rover von der Bodenstation in Echtzeit mit Gehgeschwindigkeit zu steuern. Die Übertragungsverzögerungszeit in beide Richtungen ist für eine Lenkung mit ca. 1 m/s zu lang.
@uhoh Danke. Sieht jetzt professioneller aus.
@Uwe Ja, das ist ein Problem. Aber eine Zusammenarbeit zwischen Bodenkontrolle und einem intelligenten Autopiloten könnte eine Lösung sein.

Antworten (3)

Laut dieser Antwort verfügt der Mars Reconnaissance Orbiter unter guten Bedingungen (günstige Umlaufbahnen, Nahbereich) über eine Bandbreite von bis zu 5 Mbit / s zurück zur Erde, was HD-Video in Bezug auf den Bandbreitenbedarf unterstützen könnte.

Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass MRO selbst in der Lage ist, HD-Videos zu generieren und zu senden – es verfügt über eine hohe Bandbreite, um hochauflösende Satellitenbilder zurückzusenden (von denen es mehrere Terabyte generiert hat).

Ich glaube, dies beweist, dass HD-Videos möglich sind, aber es gibt derzeit keine Ausrüstung im Feld, um solche Videos zur Erde zurückzusenden. Es zeigt auch, dass die Anforderungen zur Bereitstellung von HD im Laufe der Jahre variieren würden, abhängig von der Orbitalausrichtung von Erde und Mars. Wenn Sie in den schlimmsten Zeiten HD wollen, müssen Sie die Bandbreite im Bereich verbessern – mehr Sendeleistung, mehr Gewinn, beides?

Es wird auch an der Laserkommunikation gearbeitet . Der Orbiter Mars 2022 (NeMO, Next Mars Orbiter) soll ein Breitband-Laserkommunikationspaket tragen, das speziell in der Lage ist, hochauflösende Videos von der Marsoberfläche zu übertragen.

"bis zu 5,22 Mbps" ist nicht dasselbe wie "ca. 5-6 Mbps". Sind 5,22 Mbit/s über die minimale Entfernung Mars-Erde möglich, wird die Datenrate bei maximaler Entfernung deutlich kleiner.
Stimmt, aber es scheint, dass das theoretische Maximum 6 MBit/s beträgt, und sie haben 5 MBit/s als typischen hohen Wert im Nahbereich erlebt. Das untere Ende reicht bis zu 500 Kbps bei maximaler Entfernung.
@Uwe Ich denke, dass diese Grundsatzerklärung ausreicht, um die Frage des OP zu beantworten, dass das größte Problem nur die Entfernung ist, es gibt kein anderes großes Hindernis für Mars-Erde HD. Die Entfernung variiert von 0,5 AU bis 2,5 AU, daher ist eine Kombination aus Sendeleistung und Verstärkung erforderlich, um diesen Faktor von 25 zu erhalten. Faktor 5 der Sendeleistung plus a 5 Eine Vergrößerung des Sendeantennendurchmessers des Relaissatelliten würde dies beispielsweise tun. Da die Einweg-Lichtzeit zwischen 4 und 20 Minuten variiert, gibt es eine philosophische Frage, was "leben" aus dem Weltraum bedeuten würde, aber das ist eine andere Frage
Eingebautes Kommentar-Feedback
fwiw Laut dieser Antwort aus dem Jahr 2015 soll der Mars 2022-Orbiter über optische Kommunikationsfähigkeiten verfügen, und ich gehe davon aus, dass dies von der Marsumlaufbahn zur Erde (und nicht zur Marsoberfläche) bedeutet.
@uhoh Ich habe einen kürzlich erschienenen NPR-Artikel gefunden, der nicht viele neue Informationen enthielt, aber die Pläne bestätigte.
@uhoh Man könnte eine Sendung als "live" betrachten, wenn diese Sendung in Echtzeit stattfindet, während das Objekt der Sendung passiert, unabhängig davon, wo sich der Empfänger befindet.
@Conelisinspace Wenn diese Antwort geeignet ist, könnten Sie sie bitte als akzeptierte Antwort markieren? Wenn Sie nach weiteren Informationen suchen, lassen Sie es mich wissen, und ich werde versuchen, sie aufzunehmen.
@Saiboogu Vielen Dank für Ihre Informationen. Ich habe mich immer noch gefragt, ob die Verbindung mit dem reisenden Rover zu praktischeren Problemen führen wird.
@Saiboogu Ich habe die Frage ein wenig bearbeitet (siehe diesen Kommentar ). Wahrscheinlich würde die Verwendung eines Relaissatelliten in einer höheren oder sogar stationären Umlaufbahn die Sendezeit verlängern, da sich (mit Ausnahme von Mars Express) die aktuellen Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen befinden und nur für kurze Zeitfenster sichtbar sind. Sie könnten einen Link hinzufügen zu Welche Faktoren würden die Positionshaltung eines Areostationären Marssatelliten erforderlich machen? zum Beispiel.
Verstanden, an diesen Punkten arbeite ich etwas später.

Es ist nur, ob Sie das Geld ausgeben werden. Um eine Verbindung zu beschleunigen, benötigen Sie größere Schüsseln und/oder mehr Leistung für Ihren Sender. Beide sind extrem teuer, wenn es um den Weltraum geht.

Laut diesem Artikel können die linke und die rechte MastCam Echtfarbenbilder mit 1600 x 1200 oder 720p-Videos mit 10 Bildern pro Sekunde aufnehmen.
Mit diesen Kameras ist also HD-Video möglich!

Laut diesem Artikel ermöglichen die MastCam-Hardware und die interne Verarbeitung ein breites Spektrum an betrieblicher Flexibilität, aber es ist nicht klar, ob diese gleichzeitig die Aufnahme und Übertragung von Bildern ermöglichen.

Schließlich begrenzen laut diesem Artikel die Durchsatzeffizienzen entweder am Mars Reconnaisance Orbiter oder am Mars Science Laboratory Ende der Verbindung die effektive maximale Rate auf etwa 1,35 Mbps.
Wenn man es gut versteht, bedeutet dies, dass nur etwa 1 Bild pro Sekunde HD-Video von Curiosity zum weiterleitenden Orbiter übertragen werden kann.
Da sich auf dem Mars jedoch meistens keine sich schnell bewegenden Objekte befinden und die Geschwindigkeit des Rovers begrenzt ist, konnte während der 8 Minuten, in denen der Orbiter den Rover überfliegt, ein 'Live'-HD-Bild in ausreichender Qualität erhalten und übertragen werden.

Ist es Curiosity möglich, Live-HD-Fernsehen vom Mars zur Erde zu übertragen?
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