Wie lässt sich die Datenrate im lauten Weltraum erhöhen?

Was können wir tun, um die Datenrate im Weltraum zu verbessern? Ich sehe, dass es einige Rauschquellen gibt, die die Signalqualität zwischen Bodenstationen und dem Weltraum beeinträchtigen.

Wie ich bisher auf verschiedenen NASA- und JPL-Seiten gelesen habe, scheint die Datenrate im Weltraum im Bereich von 500 bis 32 kbps oder manchmal sogar darunter zu liegen, was nicht ausreichen wird, um in Zukunft als Raumschiff kritische Informationen zu übertragen/empfangen tragen ausgefeiltere Instrumentierung und optische und Radarbildgebung sowie größere Datenpuffer.

Was sind mögliche Optionen, um die Datenraten im Weltraum angesichts verschiedener Rauschquellen in Zukunft zu erhöhen?

"Ich sehe einige Geräuschquellen im Raum", wo siehst du sie? Möchten Sie die Quelle dieser Informationen hinzufügen?
Von Menschen verursachte Interferenzen, kosmische, solare und andere externe Rauschquellen.
Die Verwendung eines stärkeren Senders im Raumfahrzeug ist eine Möglichkeit, die Verwendung einer größeren Antennenschüssel für eine kleinere Strahlbreite eine andere. Beide erfordern zusätzliche Masse für das Raumfahrzeug. Aber eine extra große Antennenschüssel sollte unter die Nutzlastverkleidung der zum Start verwendeten Rakete passen und die Rakete sollte in der Lage sein, die zusätzliche Masse zu heben. Mehr Präzision für die Lageregelung des Raumfahrzeugs ist erforderlich, wenn eine kleinere Strahlbreite verwendet wird.
In space.stackexchange.com/questions/9280/… gibt es ein Beispiel: Verdoppeln Sie die Sendeleistung und gehen Sie von einer 2-m-Antenne auf 10-m-Durchmesser würde eine Steigerung der Datenrate um den Faktor 50 bieten. Aber eine 10-m-Antennenschüssel auf einem Raumschiff wäre wirklich schwer zu erreichen.
@mike Ich habe die Grammatik etwas angepasst. Die Formulierung war nicht optimal, aber die Frage ist gut!

Antworten (1)

Ja, wir haben Lösungen:

  • Sender mit höherer Leistung

  • Richtiger emittierende Antenne (z. B. durch Erhöhen der Frequenz)

  • Größere Empfangsantenne

  • Weniger laute Elektronik

  • Elektronik mit weniger Signalverlust

  • Effizientere Modulation (die möglicherweise das Spielen auf der Bandbreite erfordert)

Ich schlage vor, Sie schauen sich die sogenannte Link-Budget-Gleichung an, um mehr über das Thema zu erfahren:

http://www.radio-electronics.com/info/propagation/path-loss/link-budget-calculation-formula-equation.php

https://en.wikipedia.org/wiki/Link_budget

Das Verbindungsbudget sagt Ihnen, was Sie für die analoge Kommunikation verbessern müssen, für die digitale Kommunikation müssen Sie es mit einer Eb/N0-Berechnung kombinieren:

https://en.wikipedia.org/wiki/Eb/N0

Eine bessere Antwort wäre, wenn Sie die Grundlagen des Linkbudgets erklären und dann den Link für diejenigen hinzufügen, die mehr lesen möchten. Was bedeutet „effizientere Modulation“? Was genau ist an der derzeit verwendeten Modulation ineffizient ? Welche Art von "weniger lauter Elektronik" ist verfügbar? Warum wurde "lautere Elektronik" verwendet? Dies ist ein guter Umriss einer Antwort, sollte jedoch etwas konkretisiert werden.
Ich denke, dass "lautere Elektronik" verwendet wurde, weil sie billiger und einfacher zu konstruieren und zu bauen war.
@Uwe Meistens sind die Anweisungen, die an das Raumschiff gesendet werden, kurz, und die wertvollen Goodies sind die viel größeren Daten, die zur Erde zurückgeschickt werden. In diesem Fall wäre die Elektronik mit dem Rauschen die Frontends der Schüsseln im Deep Space Network, und diese sollten mindestens auf dem neuesten Stand der Technik sein.
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