Warum werden anstelle von DSN Radioastronomie-Teleskope verwendet, um den Eintritt von InSight in die Marsatmosphäre zu hören?

Der JPL News-Artikel How NASA Will Know When InSight Touches Down ist interessant und lesenswert. Es heißt, dass die Mars InSight-Sonde während des atmosphärischen Eintritts, des Abstiegs und der Landung einfache Funktöne aussenden wird, die auf der Erde empfangen werden sollen. Das Vorhandensein, die Stärke und vor allem die Doppler-Verschiebung dieser Übertragungen können verwendet werden, um Aspekte der Flugbahn zu überwachen und Informationen zu allen auftretenden Problemen bereitzustellen.

Frage: Warum werden Green Bank und Max Planck zuhören und nicht das Deep Space Network der NASA?

Als Referenzpunkt möchte ich anmerken, dass Radioteleskope zuvor verwendet wurden, um atmosphärische Einträge auf dem Mars "abzuhören": Wurde der Zeitpunkt von Schiaparellis Landung speziell gewählt, damit das Giant Meter Wave Radiotelescope zuhören konnte?

Aus dem JPL News-Artikel How NASA Will Know When InSight Touches Down

Radioteleskope

Wenn der InSight-Lander in die Marsatmosphäre hinabsteigt, sendet er einfache Funksignale, die als „Töne“ bezeichnet werden, zurück zur Erde. Ingenieure werden von zwei Standorten aus zugeschaltet: dem Green Bank Observatory der National Science Foundation in Green Bank, West Virginia, und der Einrichtung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Effelsberg, Deutschland. Ihre Ergebnisse werden an Mission Control am JPL weitergeleitet.

Diese Töne geben nicht viele Informationen preis, aber Funkingenieure können sie interpretieren, um wichtige Ereignisse während des Eintritts, des Abstiegs und der Landung (EDL) von InSight zu verfolgen. Wenn beispielsweise InSight seinen Fallschirm auslöst, ändert eine Geschwindigkeitsänderung die Frequenz des Signals. Dies wird durch den sogenannten Doppler-Effekt verursacht, der auch auftritt, wenn Sie hören, wie sich die Tonhöhe einer Sirene ändert, wenn ein Krankenwagen vorbeifährt. Die Suche nach Signalen wie diesen ermöglicht es dem Team zu wissen, wie die EDL von InSight voranschreitet.

Meine Vermutung (ohne Nachforschungen) ist, dass das Signal sehr schwach sein wird. Nach meinem Verständnis kommunizieren Lander normalerweise mit einem Orbiter (normalerweise MRO oder Maven), der das Signal an die Erde weiterleitet. Die Orbiter haben leistungsstärkere Sender, die für den Einsatz im interplanetaren Raum ausgelegt sind. Vielleicht befindet sich keiner dieser Orbiter bei der Landung von InSight in einer optimalen Position, um Werte weiterzuleiten. Aus irgendeinem Grund wollen sie InSight selbst hören, das wahrscheinlich einen viel schwächeren Sender hat. Also wollen sie ein wirklich großes, empfindliches Teleskop verwenden, um es hören zu können.
@Phiteros DSN nimmt nicht nur einen Ton auf, sondern auch verschlüsselte Daten von den Voyagers, deren Signale verdammt schwach sind, ca. -180 dBW (-150 dBm) . Sie könnten Recht haben, und es könnte damit zusammenhängen, dass die Antenne, die während des Eintritts in die Atmosphäre freigelegt wird, klein ist und eine sehr geringe Verstärkung aufweist. Eine einfache Berechnung des Linkbudgets könnte hier hilfreich sein.
Die Voyager-Satelliten haben jedoch den Vorteil einer viel größeren Sendeschüssel. Die Sender von InSight sind im Vergleich dazu wirklich klein. Außerdem fand ich Folgendes : "Wie bei früheren Mars-Landern und Rovern verlässt sich die InSight-Mission auf Raumfahrzeuge im Mars-Orbit, um Daten vom Raumfahrzeug an die Antennen des Deep Space Network weiterzuleiten." (ganz unten)
„Beim ersten Mal kommuniziert es mit einem Tonsignal, das die Radioteleskope zu entdecken versuchen. Beim zweiten Mal sendet es einen „Piep“ von seiner stärkeren X-Band-Antenne, die nun auf die Erde gerichtet sein sollte. Dies Der Piepton enthält etwas mehr Informationen und ist nur zu hören, wenn sich das Raumschiff in einem gesunden, funktionierenden Zustand befindet. Wenn das Deep Space Network der NASA diesen Piepton empfängt, ist dies ein gutes Zeichen dafür, dass InSight die Landung überlebt hat.“ Eine andere Sache, an die ich nicht gedacht hatte, ist, dass InSight während der EDL keine Antennen ausgefahren hat, wodurch das Signal noch schwächer wird.
@Phiteros ja, diese 48 dB sind praktisch. ;-)
Ich schätze, dass zwei Antennen in einer Entfernung von einigen hundert Kilometern benötigt werden, um das Signal gleichzeitig zu empfangen, um Interferometrie zu verwenden. Das Zeitintervall, in dem beide Antennen das Signal vom Mars empfangen, ist viel länger als bei zwei verschiedenen DSN-Stationen.

Antworten (2)

InSight verwendete einen UHF-Sender, um während der EDL ein Tonsignal zu senden:

Oben auf jedem Bein von InSight befindet sich ein Auslösesensor; Wenn die Oberfläche das Bein nach oben drückt und auf den Abzug drückt, schaltet es die Retrorockets des Landers ab. Es sendet auch zwei Signale aus, dass die Landung erreicht wurde: ein „Tonsignal“ über seine UHF-Antenne und ein „Piep“ über seine X-Band-Antenne. Dieser X-Band-Piepton wird voraussichtlich etwa sieben Minuten nach der Landung aufleuchten und ein klarer Hinweis darauf sein, dass InSight an der Oberfläche funktionsfähig ist.

Auf der Erde werden zwei Radioteleskope nach dem Tonsignal lauschen, das ein sehr grundlegender Indikator für den Status von InSight ist: Sie können möglicherweise bestätigen, dass InSight während des Abstiegs und nach der Landung sendet.

Die DSN-Antennen haben keine UHF-Empfänger :

Da das Deep Space Network der NASA nicht im UHF-Band arbeitet, werden große Radioteleskope auf der ganzen Welt verwendet. Das australische Radioteleskop CSIRO Parkes unterstützte den UHF-Signalempfang von Curiosity, und DSN-Empfänger, -Werkzeuge und -Expertise wurden dabei eingesetzt. In Vorbereitung auf die Landung der InSight-Mission auf dem Mars im Jahr 2016 laufen Vorbereitungen zur Unterstützung der UHF-Kommunikation.

Normalerweise wird der UHF-Sender verwendet, um zu einem der Relais-Orbiter zu senden.

DSN ist 100% fähig. Der Grund für die Verwendung von Green Bank ist ein Test der CubeSats Marco A und B. Sie wollen die Informationen über die CubeSats weiterleiten, um zu sehen, wie sie sich in einer Deepspace-Kommunikationsfunktion verhalten.

Willkommen im Weltraum! Denken Sie daran, dass es für andere Leser immer nützlich ist, Links zu Primärquellen oder weiterführender Literatur hinzuzufügen, da es sonst schwierig ist, die Richtigkeit Ihrer Antwort zu bestätigen
Unabhängig davon, ob die Behauptung wahr oder falsch ist, ist dies keine Antwort, da sie keine Informationen darüber gibt, was CubeSats damit zu tun haben, warum Green Bank und nicht eine der DSN-Empfangsseiten verwendet wird.
Chris Stratton, wenn man die ursprüngliche Frage liest, kann man annehmen (mein Fehler), dass ich mit Leuten zusammen war, die relativ gut Bescheid wissen, was in unserem Weltraumprogramm vor sich geht. Die Verwendung bestimmter Ausdrücke weist darauf hin, aber möglicherweise wurde es kopiert.
@R.Garza Ich verstehe deinen Kommentar nicht genau, aber das sieht nach einer besseren Antwort aus.
Warum werden anstelle von DSN Radioastronomie-Teleskope verwendet, um den Eintritt von InSight in die Marsatmosphäre zu hören?
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