Widerstandsfähigkeit gegenüber Datenübertragungsfehlern des Juno-Raumfahrzeugs
TildalWelle
Welche Techniken wurden für die Raumsonde Juno eingesetzt, um erfolgreich Datenpakete zurück zur Erde zu übertragen, sobald sie sich in einer polaren Umlaufbahn um Jupiter befindet? Jupiter ist eine starke Quelle für Funkwellenstörungen, gleichzeitig ist er natürlich auch ziemlich weit von der Erde entfernt (derzeit etwa 5,135 AE).
Ein künstlerisches Konzept von Juno bei Jupiter (Quelle: Wikimedia Commons )
Bitte beschreiben Sie das Kommunikationssubsystem von Juno, seine vorhergesagte Wirksamkeit und alle vorhandenen Techniken, um möglichen Störungen durch Funkwellenlängen, direkter Sichtlinienverdeckung, Übertragungsträgerwellen, die sich mit Jupiters enormer Magnetosphäre schneiden, und anderen möglichen Gründen für Übertragungsverluste, unabhängig von der Quelle, entgegenzuwirken . Welche Ebenen der Datenredundanz werden vorhanden sein (Paketwiederholung, mehrere Trägerwellenlängen usw.), wie werden Datenübertragungen codiert (verwendete Fehlererkennungs- und Korrekturalgorithmen), mit welcher Rate und Orbitalposition werden sie übertragen, um den Erfolg sicherzustellen? dieser unternehmenskritischen Subsystemkomponente?
Wenn möglich, vergleichen Sie bitte die vorhergesagten Datenübertragungsfehlerraten für Juno mit den beobachteten Fehlerraten früherer Missionen zu Jupiter, welche Lehren haben wir bis dahin gezogen und gelernt, sie mit Juno zu umgehen, um sie widerstandsfähiger gegen Datenübertragungsfehler zu machen.
Antworten (1)
Markus Adler
Dieses Dokument beschreibt das Juno-Telekommunikationssystem im Detail.
Es ist ein Standard-X-Band-System für den tiefen Weltraum mit einer 2,5-m-Antenne mit hoher Verstärkung, einem 25-W-Wanderfeldröhrenverstärker und verketteten Faltungs- und Reed-Solomon- oder Turbo-Fehlerkorrekturcodes mit 1/6-Rate. Es wird 18.000 Bit pro Sekunde bis zu einer 34-m-Antenne auf der Erde bei maximaler Reichweite (6,459 AU) bei a erhalten Bit Fehlerrate.
Das meiste Rauschen in der Übertragung kommt vom Weltraumplasma zwischen Jupiter und Erde und der Erdatmosphäre. Nicht von Jupiter. Jupiter ist in den MHz-Frequenzen verrauscht, aber nicht in den GHz-Frequenzen.
Was getan wird, um die Datenintegrität sicherzustellen, ist eine Vorwärtsfehlerkorrektur. Normalerweise wird ein Turbo-Code verwendet, und die Rate wird so gewählt, dass sie weniger als a sicherstellt Bitfehlerrate, mit 3 db Spielraum. Für Daten, die es aufgrund unerwarteter Interferenzen nicht schaffen, z. B. ein Sturm über Canberra oder ähnliches, können diese Daten bei einem anderen Durchgang erneut übertragen werden.
Dies ist nur ein Standardverfahren für die gesamte Kommunikation im Weltraum direkt zur Erde. Es gibt nichts Besonderes für Jupiter, sobald Sie die Reichweite angeschlossen haben.
Die einzige Lektion, die ich von Galileo gelernt habe, könnte darin bestehen, keine einsetzbare High-Gain-Antenne mehr zu verwenden.
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