Was wäre der praktikabelste Weg, um ständig mit einer Marsbasis zu kommunizieren?

Ich arbeite derzeit an einem Projekt, bei dem es darum geht, eine Marsbasis zu entwerfen, und ein wichtiger Faktor ist die Herstellung einer ständigen Kommunikation zwischen der Erde und der Marsbasis.

Ich denke darüber nach, Laserkommunikation (für eine schnellere Datenübertragung) zu verwenden, aber ich stecke fest, wie ich sie tatsächlich implementieren soll. Wäre es sinnvoll, einen areostationären Satelliten über der Basis zu haben, eine umlaufende Anordnung von Satelliten zu verwenden, einen Satelliten um die Sonne zu haben oder etwas anderes? Es gibt viele Optionen, die ich gesehen habe, aber ich würde gerne wissen, ob jemand eine "beste" oder praktikabelste Option abgeleitet hat.

Aus dem Kontext scheint es, dass Sie zwischen einer Marsbasis und der Erde meinen, aber die Kommunikation zwischen der Basis und anderen Standorten auf dem Mars ist eine andere Sache, die Sie im Auge behalten sollten. Andere zu berücksichtigende Dinge: Redundanz, Bandbreitenanforderungen, Antennen-/Stromanforderungen, wenn Fahrzeuge oder tragbare Geräte erreicht werden sollen, Verfügbarkeit des DSN oder Alternativen auf der Erde, Kompromisse zwischen einer spezialisierten Mars-spezifischen Lösung und einer universellen Infrastruktur, die dies kann Unterstützungsmissionen zu Asteroiden und dergleichen ... die Definition von "am besten" ist nicht trivial.
Eine Konstellation kleiner Satelliten im "Star-Link"-Stil in LMO könnte aus anderen Gründen eine gute Wahl sein - sie bietet Ihnen Punkt-zu-Punkt-Kommunikation auf dem Mars, Standortbestimmung im GPS-Stil und viel Redundanz. Mit einem kleinen Teleskop auf jedem Satelliten (oder nur einem Teil) könnten Sie ein globales Überwachungssystem erhalten, das gut genug ist, um Fahrzeuge oder alles mit einem Funkfeuer zu verfolgen. Wenn Sie Menschen in den Marsraum bringen, können Sie grundsätzlich auch zuerst eine grundlegende Netzwerkinfrastruktur installieren :-)

Antworten (1)

Teilantwort; Anstelle einer areostationären Umlaufbahn mit Nullneigung würde eine geneigte areosynchrone Umlaufbahn (dh gleiche Periode, aber geneigt) niemals die direkte Sichtlinie zur Erde verlieren, außer wenn sie hinter die Sonne geht .

Von der Marsoberfläche aus würde es einmal am Tag eine Acht am Himmel erzeugen (siehe diese Antwort , wie diese aussehen), aber heutzutage sind steuerbare Phased-Array-Antennen einfach zu implementieren, falls Sie keine haben möchten Gericht, das es verfolgen muss.

Es sei darauf hingewiesen, dass Ihre Wahl einer optischen anstelle einer Funkverbindung den Vorteil hat, dass sie viel näher an der Sonne vorbeikommen kann, ohne dass es aufgrund des Plasmas im Sonnenwind zu Rausch- und Dispersionsproblemen kommt. Mit geeigneten sehr schmalbandigen optischen Filtern, die auf die Laserwellenlänge abgestimmt sind, und guter Koronographisierung sollten die Empfängerteleskope in der Lage sein, ziemlich nahe an die Sonne zu zeigen. Mehr dazu siehe

und mit Skyfield und diesem Skript: https://pastebin.com/q7RkKRHQ

Sonne-Mars-Erde-Winkel und Sonnenhalbwinkel

Und

Unten sind die Arten von bewegten Bildern, die ich normalerweise von SOHOs festen Kameras gesehen habe, die auf die Sonne gerichtet sind:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Oben: Von Was genau ist die Wechselwirkung, die Junos Daten-Downlink in der Nähe der Sonnenkonjunktion blockiert hat? Unten: Von Diese Antwort bis Was ist dieser weiße Punkt und die seltsame Linie im SOHO-Bild? Ja, das sind die Plejaden, die an der Sonne vorbeifliegen!

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Können Sie wirklich mit einer einzigen aerosynchronen Umlaufbahn auskommen? Ich würde erwarten, dass ein Teil davon immer noch hinter dem Mars versteckt wird, wenn sich die Erde der Umlaufebene nähert. Oder können Sie eine clevere Präzession einrichten, um sicherzustellen, dass dies nie passiert (wie eine sonnensynchrone Umlaufbahn, aber für die Erde)?
@TooTea danke für die Erinnerung, ich habe einmal eine Antwort über eine sonnensynchrone Umlaufbahn für das MOM-Raumschiff von ISRO geschrieben, aber jetzt erinnere ich mich nicht mehr, wie die Geschichte endet. Ich denke aber, dass Sie Recht haben, das kann nicht funktionieren. Ich werde mich einarbeiten, sobald ich wieder an meinem Laptop bin.
@TooTea-Update: Diese Antwort legt nahe, dass eine sonnensynchrone Umlaufbahn um den Mars möglich sein wird, aber das wird sicherlich nicht annähernd hoch genug sein, um gleichzeitig areosynchron zu sein. Da sich die Erde immer bewegt, denke ich nicht, dass dies ein großes Problem sein wird, da es so viele Freiheitsgrade gibt. Ich werde einen Simulator schreiben, um es zu beweisen.
Technisch gesehen, ist es nicht die Sonne, die an den Plejaden vorbeisaust? Oder die Erde, die herumsaust. . . Macht nichts. Ich werde mich zeigen.
Was wäre der praktikabelste Weg, um ständig mit einer Marsbasis zu kommunizieren?
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