Wie werden Bilder von New Horizons zur Erde zurückgeschickt?

Kurze Antwort

Ja, was Sie in den Nachrichten sehen, sind aktuelle Bilder. Es dauert ungefähr 1 Stunde, bis die Sonde ein Bild Stück für Stück sendet, und ungefähr 4 Stunden, bis die Bits von der Sonde zur Erde wandern.

Wenn New Horizons die wissenschaftliche Arbeit erledigen, Bilder aufnehmen und gleichzeitig versenden könnte, wäre das großartig, aber das ist nicht der Fall. Während die Sonde in den Tagen zuvor mehr Zeit für die Übertragung von Bildern zur Verfügung hatte, besteht die vorrangige Aufgabe nun, da sich die Sonde in der Nähe von Pluto und seinen Monden befindet, darin, wissenschaftliche Daten (einschließlich Bilder) zu sammeln und an Bord der Sonde zu speichern.

Die Daten werden auf die Erde heruntergeladen, wenn andere Aktivitäten dies zulassen. Viele weitere Bilder kommen, einige in den folgenden Tagen, aber bei nur 1 Bild pro Stunde wird dies Monate dauern, so dass ein heute aufgenommenes Bild möglicherweise erst in einigen Monaten zur Erde übertragen wird.

^{Alle Details in der folgenden vollständigen (und langen) Antwort!}

Quelle .

Wie langsam ist die Kommunikation zwischen New Horizons und der Erde?

Aus Wikipedia :

Die Kommunikation mit dem Raumfahrzeug erfolgt über das X-Band. Das Fahrzeug hatte eine Kommunikationsrate von 38 kbit / s bei Jupiter; in Plutos Entfernung wird eine Rate von etwa 1 kbit/s erwartet. Neben der geringen Bandbreite verursacht Plutos Entfernung auch eine Latenz von etwa 4,5 Stunden (einfache Fahrt). Die 70 m (230 ft) langen Schüsseln des NASA Deep Space Network (DSN) werden verwendet, um Befehle weiterzuleiten, sobald sie sich hinter Jupiter befinden.

Es besagt, dass der Datenverkehr zwischen der Sonde und der Erde mit etwa 1 kb/s möglich ist. Die Übertragung eines Bildes braucht also Zeit: 1-Kilobit-Bild dauert ungefähr 8 Sekunden, 1 Megabit dauert 1.000 Sekunden oder 17 Minuten usw.

^{(Das ist nicht ganz korrekt, weil den Pixelbits zusätzliche Steuer- und Korrekturbits hinzugefügt werden. Aber das ist das Prinzip.)}

Wie lange dauert es, eine Bilddatei zu senden?

Ein LORRI -Bild kann an Bord der New Horizons bis auf eine Größe von 2,5 Mbit komprimiert werden (abhängig vom Inhalt des Bildes). Es dauert ungefähr 42 Minuten, um dies von der Sonde zu senden. Aber das Signal muss noch zur Erde reisen. . . .

Wie lange dauert es, bis ich die Bilddatei erhalte?

Pluto und New Horizons sind jetzt etwa 4,6 Milliarden km entfernt. Die Funkwellen breiten sich mit etwa 300.000 km/s aus. Es dauert also 4h20, um zur Erde zu gelangen.

Um zusammenzufassen:

• T0: New Horizons sendet das erste Bit eines Bildes und setzt das Senden von Bits während 42 Minuten fort
• T0 + 42 Min.: New Horizons sendet das nächste Bild, und bei T0+84 Min. ein weiteres usw.
• T1 = T0 + 4h20: Wir empfangen das erste Bit des ersten Bildes auf der Erde.
• T1 + 42 min: Wir erhalten das letzte Bit des ersten Bildes und dann das erste Bit des nächsten Bildes usw.

Wie viele Bilder können in einem Monat empfangen werden?

Das erste Bild hat 5h02 gedauert. Das nächste Bild kann empfangen werden und ist 42 Minuten später fertig.

Bei dieser Rate können wir 34 Bilder pro Tag empfangen. In einem Monat können wir 1045 Bilder erhalten.

Aber eigentlich wird dies in zwei Phasen geschehen: Zuerst wird ein Blätterkatalog in mittelkomprimiertem Format wie bisher erklärt zur Erde gesendet, dann die größeren Bilder in voller Auflösung (verlustfreie Komprimierung). Das ist der aktuelle Zeitplan:

Werden aktuell Bilder versendet?

Wenn Sie sich den von @TildalWave ( Observation Playbook ) bereitgestellten Downlink-Zeitplan ansehen, können Sie sehen, dass derzeit Bilder gesendet werden:

• Heute und morgen gibt es mittelkomprimierte Bildsätze namens NY Times zum Download.
• Hochauflösende Bilder werden voraussichtlich vom 17. bis 20. Juli versandt.

Seien Sie bereit, sie in den Nachrichten zu sehen!

Das ist sehr langsam! Wieso den?

New Horizons ist sehr weit entfernt, daher erhalten wir ein sehr schwaches Signal von ihm. Um entscheiden zu können, ob wir gerade eine 0 oder eine 1 empfangen, müssen wir die empfangene Energie akkumulieren. Dazu müssen wir das Signal etwas länger abhören. Sie müssen also langsamer gesendet werden.

Bilder können nicht kontinuierlich gesendet werden

New Horizons kann die Bilder nicht rund um die Uhr zur Erde senden:

• Manchmal ist die Erde nicht sichtbar
• Manchmal kann die Antenne nicht in Richtung der Erde ausgerichtet werden (weil die wissenschaftlichen Instrumente möglicherweise eine andere Ausrichtung der Sonde benötigen, um zu funktionieren).
• Manchmal müssen andere Daten als Bilder übertragen werden.

Die wichtigsten Teile der Mission in dieser aktuellen Pluto-Vorbeiflugphase sind:

• Um Daten über die Atmosphäre zu sammeln. Pluto bewegt sich von der Sonne weg und kühlt somit ab, und seine Atmosphäre aus gefrorenen Partikeln wird sich ändern.
• Um Pluto und seine Monde zu fotografieren. New Horizons ist Pluto jetzt sehr nahe und kann sehr detaillierte Bilder aufnehmen, auf einem Niveau, das in der Vergangenheit nie erreicht wurde.

Wenn Sie sich das Raumfahrzeug am Anfang dieses Beitrags ansehen, können Sie sehen, dass die Antenne nicht (zur Erde) ausgerichtet werden kann, ohne auch die Ausrichtung anderer Instrumente und Sensoren zu ändern, und dass der LORRI-Bildgeber und die Schüssel um 90 ° voneinander entfernt sind, was eine Einschränkung darstellt die Richtung für die Bildgebung während der Übertragung zur Erde.

Daher werden die Daten mit hoher Priorität gesammelt (Bilder und andere Sensorausgaben) und im Speicher gespeichert. Später wird die Sonde zu geeigneten Zeiten für eine "Call Home"-Aktivität ausgerichtet, damit gespeicherte Daten auf die Erde heruntergeladen werden können.

Wo landen Bilder?

Die Bilder werden vom Deep Space Network (NASA) mit Antennen an 3 Standorten auf der ganzen Welt empfangen. Dies ist derzeit Madrid, das mit seiner größten Antenne (Durchmesser 70 m) auf New Horizons blickt. Aber wie Sie sehen, gibt es kein Signal, die Kommunikation ist nicht aktiv.

Um diesen Teil der Frage zu beantworten:

dann sind diese bilder, die wir jetzt überall im internet haben, eigentlich nur einen monat oder so ähnlich?

In den letzten Tagen vor dem Vorbeiflug hat uns New Horizons ein paar Bilder geschickt. Dies ist nur ein kleiner Teil der gesammelten Daten (Bilder und andere Instrumentenablesungen).
New Horizons kann nicht gleichzeitig Fotos machen und Daten an die Erde senden. Deshalb planten sie die Mission so, dass möglichst viel Zeit für Beobachtungen zur Verfügung stand. Um sicherzustellen, dass wir im Falle eines katastrophalen Problems zumindest einige Daten hatten, wurde kurz vor der Begegnung etwas Zeit reserviert, um einige Bilder zur Erde zu senden. Der Rest der gesammelten Daten wird an Bord des Raumfahrzeugs gespeichert und versendet, wenn die Beobachtungsphase der Mission beendet ist.

Dieses Bild wurde am 13. Juli aufgenommen: