Wird es mit der Mission Mars 2020 Live-HD-Fernsehen vom Mars geben?

Die Antwort von Hobbes erklärt, warum eine Live-Übertragung von der Marsseite derzeit nicht möglich ist. Ich möchte es ergänzen, warum dies derzeit von der Erdseite aus nicht machbar ist .

Die Energiebudgets des Mars sind nicht großzügig, so dass die Übertragungen von Raumfahrzeugen, wenn sie zur Erde zurückkehren, unglaublich schwach sind. Die einzige Ausrüstung, die verwendet wird, um diese Signale zuverlässig zu empfangen, ist das Deep Space Network (oder DSN), das größte und empfindlichste wissenschaftliche Telekommunikationssystem der Welt.

Hier ist, warum dies ein Problem ist:

• Das DSN hat nur 3 der großen 70-m-Antennen (und Sie brauchen die großen für hohe Datenraten), die alle Deep-Space-Missionen (einschließlich Mars) für alle Länder abdecken müssen, die mit der NASA zusammenarbeiten. Zugegeben, jedes Gericht kann gleichzeitig mit mehr als einer Mission in Kontakt sein (es gibt eine ausgezeichnete Seite , die von JPL gepflegt wird und angibt, wer in aktivem Kontakt steht), aber die Zeit ist knapp.
• Folglich ist die DSN-Zeit sehr teuer. Diese Frage deutet auf Kosten von fast 5000 Dollar pro Stunde zuzüglich Auf- und Abbaugebühren hin.
• Während es 3 Schüsseln gibt, wird immer nur eine auf den Mars zeigen, und es gibt viele Mars-Missionen. Folglich sind Spielautomaten ebenfalls hochpreisig. Tatsächlich ist dieses Problem angesichts der Flut von Mars-Missionen, die im Jahr 2020 anstehen, ein echtes Problem .

Nun könnten Sie vorschlagen: „Wir sollten uns nicht darum kümmern, wie teuer oder wie exklusiv es ist, dies ist eine Flaggschiff-Mission“, und diese Art von Anrufen kommt sicherlich vor. Der Mars Reconnaissance Orbiter verfügt über 16 Stunden DSN-Zeit am Tag. Der Mars Reconnaissance Orbiter gibt jedoch auch an, dass diese Verbindung bei 4 Megabit pro Sekunde (im schlimmsten Fall 500 kbps ) liegt, was uns zum Sargnagel führt:

• Best-Case-Datenraten vom Mars liegen in der Größenordnung von 4 Mbit/s, wohingegen mit H.264 komprimiertes 720p-Video 12 Mbit/s und 1080p näher an 22 Mbit/s benötigt . Diese Geschwindigkeit vom Mars ist nur für wenige Monate bei größter Annäherung erreichbar. Sie müssten die Verbindungsgeschwindigkeit mindestens um den Faktor 3 erhöhen, um selbst dann Live-HD-Videos zu erhalten.

Nun, vorab aufgezeichnetes HD-Video ist ein ganz anderes Problem und sicherlich machbar, wenn genügend lokaler Speicherplatz auf dem Raumschiff vorhanden ist und genügend Zeit vorhanden ist, um es Stück für Stück zur Erde zurückzusenden.

Bearbeiten - Wie @Baldrickk in den Kommentaren betont:

Die Antwort, auf die Sie verlinken, bezieht sich auf Videos in sehr hoher Qualität. Verlustbehaftetes Video kann viel weniger Bandbreite haben. von en.wikipedia.org/wiki/Bit_rate: 2,5 Mbit/s YouTube 720p-Videos (unter Verwendung von H.264) 4,5 Mbit/s YouTube 1080p-Videos (unter Verwendung von H.264), wenn Sie also die Komprimierungsqualität etwas mehr verringern, als YouTube verwendet , 4Mb/s würden für 1080p-Inhalte ausreichen.

Dann stellt sich die Frage, wo OP die Grenze für „Live-HD-Fernsehen“ ziehen will, aber es ist fair zu sagen, dass HD-ähnliches Video allein aufgrund der Datenraten plausibel sein könnte.

Allerdings bleiben andere Hindernisse sowohl auf der Mars- als auch auf der Erdseite bestehen, und ich glaube nicht, dass die Mars 2020-Mission Live-Videos haben wird .

Der Sender JPL Mars Helicopter Scout kann Daten mit bis zu 250 kb/s senden, eine Größenordnung kurz für HD-Video.

Die Kommunikation mit dem Rover erfolgt über eine Funkverbindung namens Zig-Bee, ein standardmäßiger 900-MHz-Chipsatz, der sowohl im Rover als auch im Hubschrauber montiert wird.[10] Das Kommunikationssystem ist darauf ausgelegt, Daten mit 250 kb/s über Entfernungen von bis zu 1.000 m zu übertragen.

Live-Übertragungen von der Marsoberfläche sind durch die Zeit begrenzt, in der sich ein Orbiter über uns befindet (also einige Minuten pro Tag).

"ein zusätzlicher Kanal" klingt viel einfacher als es ist. Sie müssten dem Rover einen neuen Sender hinzufügen (was sich auf das Massen- und Leistungsbudget für alle anderen Aktivitäten auswirkt) und dem Hubschrauber einen neuen Sender hinzufügen. Dann müssten Sie diese Sendungen parallel zu den wichtigsten wissenschaftlichen Daten empfangen, und aktuelle Mars-Orbiter sind dafür nicht ausgelegt. Sie brauchen also auch einen neuen Orbiter, der ein paar hundert Millionen kostet.

Es wurden keine neuen Orbiter geplant, und die aktuellen werden alt .

mit anderen Worten, nein. Eine Live-Übertragung ist nicht möglich.

Laut dieser Spezifikationsseite wird der Mars 2020 Rover drei Arten von Antennen haben: Ultrahochfrequenzantenne, X-Band-High-Gain-Antenne, X-Band-Low-Gain-Antenne. Die ersten beiden, die zum Senden von Daten zur Erde verwendet werden, sind die ersten beiden: UHF und die High-Gain-Antenne, die Low-Gain-Antenne wird zum Empfangen von Daten von der Erde verwendet und ist die langsamste von allen.

UHF hat Übertragungsraten von bis zu 2 Megabit pro Sekunde auf der Relaisverbindung zwischen Rover und Orbiter. Beachten Sie, dass der MRO-Orbiter 2 Mb/s (oder mehr) zur Erde erreichen kann, sodass Sie mit MRO zumindest theoretisch eine 2 Mb/s-Verbindung vom Mars zur Erde haben können. Die High-Gain-Antenne kann nur 3000 Bit pro Sekunde erreichen, während sie direkt mit einer 70-m-Antenne des Deep Space Network auf der Erde spricht. Sie benötigt also keinen Orbiter, ist aber viel langsamer.

Die schnellere Übertragung beträgt also 2 Mb / s mit UHF über einen guten Orbiter, der auch 2 Mb / s (oder mehr) zur Erde hat.

Laut Bear-Antwort würde ein H264-Video mit 720p 12 Mbit/s benötigen, sodass 2 Mbit/s für HD-TV nicht ausreichen.

Darüber hinaus, wie aus anderen Antworten und Kommentaren erwähnt:

• es wird nicht "live" sein, in dem Sinne, dass es mindestens ein paar Minuten dauert, um Daten vom Mars zur Erde zu senden
• Es ist möglicherweise nur für ein begrenztes Zeitfenster online (abhängig davon, wie lange sich Orbiter und Rover sehen können und ob DSN-Antennen verfügbar sind).