با توجه به فاصله زمین تا مریخ (بین 60 تا 400 میلیون کیلومتر) این تصاویر و اطلاعات توسط چه جور سیگنال و سیستمی ارسال میشن؟
Good Question
ارتباطات رادیوی تا این لحظه در فضاپیماها با زمین، بر بستر بازه امواج UHF انجام میشن:
Ultra high frequency - Wikipedia, the free encyclopedia
بسته به فاصله ای که قراره مأموریت از زمین داشته باشه، اندازه ترنسمیترها بزرگتر شده و قدرت بیشتری براشون در سیستم دستگاه پیش بینی میشه تا امواج وقتی به زمین میرسن خیلی ضعیف نشده باشن.
Curiosity طبق گفته NASA، میتونه مستقیماً وقتی زمین در دیدش قرار داره، با سرعت حدودی 32Kbps (یعنی 3.9 کیلوبایت بر ثانیه) با زمین در ارتباط باشه.
ولی همچنین میتونه همچون Opportunity و مرحوم Spirit، از دو مدارگرد مریخ MRO و Odyssey کمک بگیره:
Mars Reconnaissance Orbiter - Wikipedia, the free encyclopedia
2001 Mars Odyssey - Wikipedia, the free encyclopedia
این دو مدارگرد هم بر بستر UHF عمل میکنن ترنسمیترهاشون، و با توجه به بزرگی آنتنشون میتونن اتصالی با سرعتی بین 256Kbps تا 2Mbps (یعنی 31.25 تا 244.14 کیلوبایت بر ثانیه) با زمین برقرار کنن.
ولی مشکل اینجاس که این دو مدارگرد اکتشافی، تنها 8 دقیقه در روز (به وقت مریخ) میتونن به عنوان relay توسط Curiosity استفاده بشن برای ارسال اطلاعات به زمین.
فاصله میان زمین و مریخ، در زمان های مختلف سال متغییر و بین 54.6 میلیون تا 401 میلیون کیلومتره.
با توجه به این فاصله متغییر، مدت زمانی که طول میکشه امواج رادیوی (ارتباطات رادیویی و ارسال و دریافت اطلاعات) بین زمین و مریخ انجام بشن، با توجه به سرعت حرکت فوتون های امواج الکترومغناطیس در فضای خلاء (حدود 300 هزار کیلومتر در ثانیه) و حجم اطلاعات و بسته های ارتباطی، متغییره.
این مقدار، حدوداً از این فرمول باید محاسبه بشه:
(فاصله میان زمین و مریخ در لحظه برحسب کیلومتر / 300 هزار) + (حجم فایل / پهنای باند اتصال و سرعت انتقال اطلاعات) × 2 (یک بار رفت و یک بار برگشت که مثلاً Curiosity بگه اطلاعات با موفقیت دریافت شدن!)
برای مثال، در زمان فرود (3 روز پیش) این فاصله، 13:46 دقیقه رفت و همین مقدار برگشت به طول انجامیده؛ البته برای فرود، از چشمان و رادیوی مدارگرد Mars Express سازمان فضایی اروپا هم کمک گرفته شده برای بررسی دقیق تر.
به همین دلیل، در این کار، به کار بردن متدهای قوی و کاربردی Compression (فشرده سازی اطلاعات که شما در کامپیوتر با برنامه هایی همچون WinRAR و 7zip میشناسیدش)، خیلی مهمه. برای چنین پروژه هایی، باید بهترین برنامه نویسان و متخصصین کامپیوتری، چه در سخت افزارهای مختلف و متفاوت و چه در نرم افزارها، تمام توان خودشون و تکنولوژی روز رو به کار ببرن.
به همین دلیل همچین پروژه های عظیمی، در خط مقدم پیشرفت بسیاری علوم جلو میرن و نتایج پایانی، از علوم قبل از شروع پروژه جلوتر رفته و در همونجا یه چیزی به علم بشریت افزودن، چه برسه که به مقصد و هدفشون برسن...!
برعکس بسیاری جزئیات نرم افزاری و سخت افزاری که به اطلاع عموم و دانشمندان جهان رسیدن، با اینکه از یکی از دانشمندان ارشد پروژه در کنفرانس مطبوعاتی سؤال شد که "از چه متد فشرده سازی ای استفاده کردن؟" ولی ایشون از پاسخ دادن طفره رفته و اعلام کردن که این بخش جزو متعلقات اطلاعاتی NASA و برنامه نویسانش و فعلاً محرمانه ـس (قول میدم یه سال دیگه توی کل اینترنت ریخته! محرمانه توی علم و به خصوص آمریکا عمرش نهایت یکی دو ساله!)...
p.s.:
MRO, Oppotunity, Spirit, Phoenix, ESA's Mars Express, Curiosity همگی از این سیستم برای ارتباطات رادیویی استفاده میکنن:
Electra (radio) - Wikipedia, the free encyclopedia
ساخته NASA JPL