Datamängder på färd genom rymden hero

Datamängder på färd genom rymden

Just nu finns ett tiotal pågående missioner på och runt vår grannplanet Mars. Lägg därtill alla andra rymdsonder i vårt solsystem och vi närmar oss ett hundratal. För att de ska fungera måste markkontrollen på jorden hela tiden kommunicera med dem för att hämta hem data eller skicka uppdateringar och direktiv, men hur går det egentligen till och vad är utmaningarna?
DSN antenn
NASA/JPL-Caltech
Antennen Deep Space Station 56, 34 meter i diameter.
Publicerad
2021-04-15
Dela artikel:

Vi har tidigare skrivit om de senaste missionerna till Mars. Förenade Arabemiratens Hope, Kinas Tianwen-1 och den i särklass mest uppmärksammade Mars 2020 Perseverance som drivs av amerikanska NASA. Det var den 18 februari i år som marsrovern Perseverance lyckades landa på Mars efter att ha genomfört en häpnadsväckande manöver med hjälp av både fallskärm, jetmotorer och hissanordning. Vi här på jorden kunde bara titta på och hålla tummarna att allt skulle gå bra.

Mars är en bit bort. I genomsnitt befinner sig planeten på ett avstånd av cirka 250 miljoner kilometer vilket gör att man får räkna med att behöva vänta närmare en kvart innan data som färdas i ljusets hastighet når hem till oss på jorden. När personerna i NASA:s kontrollrum fick första data på att Perseverance nedstigning till planeten hade inletts stod i själva verket rovern redan på marken och tog sin första bild på sitt nya hem. Kort därefter såg vi bilden också och år av uppbyggd stress lyftes på ett ögonblick från ingenjörernas axlar. När vi ett par dagar senare även fick se filmen av landningen kunde i alla fall vi på Rymdstyrelsen nästan inte tro våra ögon.

Avståndet är en stor faktor i allt som har med utforskning av rymden att göra. Trots att data färdas i ljusets hastighet skapar alla miljoner kilometer ett nästan omöjligt avstånd att brygga. Men bara nästan. Den sond som just nu befinner sig längst bort från jorden, och som NASA fortfarande har kontakt med, är Voyager 1 som just nu befinner sig över 22 miljarder kilometer bort, utanför vårt eget solsystem. Det tar över 20 timmar för en signal från Voyager 1 att nå jorden.

En annan problematisk faktor när det kommer till data i rymden är mängden. Perseverance har sju vetenskapliga instrument, två mikrofoner och tjugotre kameror ombord som alla genererar en väldigt stor mängd data. Rovern har ett inbyggt flashminne men skickar hela tiden data till de satelliter NASA har runt planeten (exempelvis Mars Reconnaissance Orbiter) med hjälp av en Ultra High Frequency (UHF, 400MHz) antenn. Dessa skickar sedan data vidare till jorden. Hastigheten länken mellan rovern och satelliten kommer upp till är som bäst 2 megabits per sekund, att jämföra med exempelvis 4G nätet som kan skicka uppemot 40 megabits per sekund. Från satelliten till jorden går det lite snabbare men som bäst kan man komma upp i 4 megabits per sekund. Sätt samman avståndet och mängden data som ska transporteras och problemet är uppenbart. Och detta är från Mars som i princip är nästgårds i rymdmått räknat.

Den tredje svårigheten med datamängder som färdas genom rymden är att de ju måste tas emot av oss nere på jorden. Att fånga in en signal som färdats 22 miljarder kilometer genom rymden kräver enormt känslig utrustning. NASA använder sig av världens största nätverk av radioantenner för att kommunicera med i stort sett alla sina farkoster ute i rymden, Deep Space Network (DSN). Den europeiska rymdorganisationen ESA har också ett liknande nätverk, European Space Tracking (ESTRACK), men använder sig även av DSN. DSN består av tre olika kluster av parabolantenner i Spanien, Australien och USA. Varje plats har bland annat en enorm antenn som mäter 70 meter i diameter, samt ett par mindre som alla kompletterar varandra. I takt med att jorden snurrar så fångar de olika platserna upp signaler från farkoster på olika platser i rymden. Eftersom det pågår ett hundratal rymdmissioner samtidigt blir det dessutom kö i systemen då antennerna inte kan ta emot all data samtidigt.

På den här sidan kan man följa antennerna i realtid och se vilka farkoster de kommunicerar med just nu.

Sammanfattningsvis är datakommunikation i rymden ett mycket viktigt område att utveckla för framtida missioner till Mars och vidare. Hur vi ska kunna skicka mer data snabbare kan bli avgörande för vad vi kan åstadkomma, åtminstone om jorden fortsatt är vår enda hemmabas och mottagare.

WebDewey-kategori
×

WebDewey är ett lexikaliskt beskrivande vokabulär, som klassificerar materialet på ett strukturerat sätt. Varje term har ett internationellt gångbart webdewey-nummer och ett svensk termnamn. Läs mer om svenska WebDewey hos Kungliga Biblioteket.

Rymdbloggen