Wie lange dauerten die Plasmaausfälle der Signale von Perseverance an MRO und direkt zur Erde während der sieben Minuten des Terrors?

Herzlichen Glückwunsch an NASA JPL und das Perseverance Team und alle anderen, die teilgenommen und in irgendeiner Weise beigetragen haben!

Als ich den Live-Feed der sieben Minuten des Terrors der EDL sah , hörte ich, dass es einen kurzen "Plasma-Blackout" der Funkverbindung zum MRO im Marsorbit gab, das Daten über DSN zur Erde weiterleitete . (Ich dachte auch, ich hätte eine Verzögerungsrate von 10 g gehört! )

Das Plasma ist ausreichend dicht und leitfähig, um die zwischen den beiden Raumfahrzeugen verwendete Hochfrequenz zu dämpfen.

Es gab eine zweite Verbindung von Perseverance direkt zur Erde, die als "Herzschlag" oder "Töne" bezeichnet wird und in erster Linie ein Träger war, dessen Doppler-Verschiebung genau auf das Verzögerungsprofil verfolgt werden konnte, zusammen mit einigen minimalen Gesundheits- und Zustandsdaten.

Dieser VHF-Ton liegt bei etwa 400 MHz und wurde früher vom Green Bank Observatory verfolgt . Ich weiß nicht, ob es Green Bank war, die es auch während EDL erhielt oder nicht, aber Mars stand zu dieser Zeit sicherlich hoch am Himmel (Elevation > 65°), also scheint es wahrscheinlich.

Fragen:

  1. Welche Frequenz wurde ungefähr in der/den Verbindung(en) zwischen Perseverance und MRO verwendet?
  2. Wie lange dauerte der Plasma-Blackout ungefähr sowohl für die MRO-Verbindung als auch für das VHF-Ton-zu-Erde-Signal? Hat der Blackout bei der niedrigeren Frequenz länger gedauert 1 ?

1 , da die Plasmafrequenz mit der Elektronendichte und der Temperatur variiert .

Nebenbei bemerkt, die autoritativ klingende und akzeptierte Antwort auf Wurde der Zeitpunkt von Schiaparellis Landung speziell gewählt, damit das Giant Meter Wave Radiotelescope zuhören konnte? lautet "Nein, weil TGO da war, um es zu empfangen und weiterzuleiten", und tatsächlich erwiesen sich diese Daten aufgrund der unglücklichen Ereignisse als äußerst wertvoll .

Es war nicht zu lange; weniger als eine Minute, denke ich. Und ja, ich habe auch den 10g-Callout gehört.
@Phiteros ya Ich denke, es war die LRO-Verbindung, die wir erwähnt haben, aber ich interessiere mich auch für das VHF-zu-Greenbank-Signal, das meiner Meinung nach aus Gründen, die in der Frage erörtert wurden, etwas länger hätte sein können.
Ich nehme an, die Ablehnung liegt daran, dass die Frage nicht einfach zu beantworten ist?
Ich dachte, „Töne“ wären X-Band (8 400–8 450 MHz)?
@BrendanLuke15 Der Begriff "Ton" könnte in der Raumfahrtkommunikation in mehreren Kontexten verwendet werden, aber ich frage nach dem UKW-Ton, der in dem Link in meiner Frage besprochen wird, z. B. Der GBT wird das schwache Kommunikationssignal verfolgen, das von Perseverance mit einer Frequenz von gesendet wird etwas über 400 MHz.

Antworten (1)

Hier gibt es einige Missverständnisse ( ähnlich wie bei dieser Frage ), die die Frage(n) etwas missgebildet machen.

Welche Frequenz wurde ungefähr in der/den Verbindung(en) zwischen Perseverance und MRO verwendet?

Von Wagner et al. "Mars Reconnaissance Orbiter Manöverplan für Mars 2020 Eintritt, Abstieg und Landeunterstützung und darüber hinaus" (2019) (Hervorhebung hinzugefügt):

Relais-Telekommunikationsunterstützung im UHF-Frequenzbereich wird durch die Electra Proximity Link Payload bereitgestellt .

Das Dokument für Electra ( insbesondere im MRO-Kontext ) ist Edwards et al. "Die Electra Proximity Link Payload für Mars-Relay-Telekommunikation und -Navigation" (2003) . Es gibt einen Frequenzbereich von 390-450 MHz in 56-kHz-Schritten oder "Kanälen" an. Mars 2020 nutzt ein Electra-Derivat; Electra-Lite , das „ die Kernfunktionalität, Leistung und Neuprogrammierbarkeit des Standard-Electra beibehält “ ( es ist lite -r leichter in Bezug auf Leistung und Masse ).

Es gab eine zweite Verbindung von Perseverance direkt zur Erde, die als "Herzschlag" oder "Töne" bezeichnet wird [...] Dieser VHF- Ton ist ungefähr [...]

Vermutlich ist dies ein einfacher Fehler, da ~400 MHz sowohl in ITU- als auch in IEEE-Definitionen UHF sind . Wichtiger; ist jedoch, dass die Direct-to-Earth (DTE) Töne/Herzschläge/Semaphoren/etc. sind nicht UHF, sie sind X-Band .

Wie lange dauerte der Plasma-Blackout ungefähr sowohl für die MRO-Verbindung als auch für das VHF-Ton-zu-Erde-Signal? Hat der Blackout bei der niedrigeren Frequenz länger gedauert?

Die UHF-Verbindung (MRO, MAVEN) unterliegt einem Plasma-Blackout, die X-Band-Verbindung (DTE "Töne") nicht. Aus der DESCANSO Design and Performance Summary Series Artikel 14 Mars Science Laboratory Telecommunications System Design, Makovsky et al. (2009) ( durch Erweiterung anwendbar auf Mars 2020 & Perseverance , Hervorhebung hinzugefügt):

Es wird erwartet, dass die Periode maximaler Erwärmung eine Plasmahülle erzeugt, die ausreicht, um einen Verbindungsausfall bei UHF-Relaisfrequenzen ( aber nicht bei X-Band ) zu erzeugen, was DTE über eine Plasmadurchdringungsfrequenz während dieser Periode höchst wünschenswert macht.

Zusätzlich enthält der DESCANSO-Artikel diese Tabelle mit erwarteten Verbindungsabbrüchen:

MSL Descanso Drop-Outs

Es wurde also erwartet , dass die Blackout-Periode etwa 25 bis 100 Sekunden beträgt ( für MSL hätte sie für M2020 aufgrund ihrer niedrigeren Eintrittsgeschwindigkeit weniger sein können ). Wenn man sich den Webcast ansieht , scheint der Stromausfall auf der Grundlage von Operator-Callouts ungefähr 50 Sekunden zu dauern.

Die leitenden Kommunikatoren des Webcasts verwechseln gelegentlich auch die beiden Verbindungen (X-Band & UHF), obwohl Sie feststellen können, dass während des UHF-Blackouts immer noch Anrufe getätigt werden (aufgrund von Daten von den X-Band-DTE-"Tönen" ) .

Wie lange dauerten die Plasmaausfälle der Signale von Perseverance an MRO und direkt zur Erde während der sieben Minuten des Terrors?
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