|  | 19 сентября 2015 | Космос и Авиация

Антенна нового типа позволит космическим аппаратам поддерживать прямую связь между Марсом и Землей

Антенна марсохода


В настоящее время все исследовательские аппараты, действующие на поверхности Марса, могут связываться с Землей, используя марсианские орбитальные аппараты в качестве коммуникационных спутников-ретрансляторов. Однако, использование антенны нового типа, разработанной специалистами Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, позволит исключить промежуточные узлы и позволит марсоходам следующего поколения устанавливать связь непосредственно со станциями дальней космической связи на поверхности нашей планеты.

Новая антенна может сыграть большую роль в выполнении целого ряда будущих миссий, таких, как миссия марсохода Mars 2020, которая, согласно планам, будет запущена в 2020 году. Конструкция новой антенны состоит из матрицы маленьких антенн сложной формы, выстроенных в определенной геометрии. Эта антенна сможет передавать сигналы большей мощности, а в области приема радиосигналов определенного диапазона она имеет более высокую чувствительность, нежели антенны, используемые в нынешнее время.

"У НАСА имеется потребность в расширении возможностей радиосвязи X-диапазона. Новые коммуникационные системы аппаратов следующего поколения, таких, как марсоход Mars 2020, должны иметь способность устанавливать связь с Землей напрямую, минуя любые промежуточные узлы" - рассказывает Яхья Рахмэт-Самий (Yahya Rahmat-Samii), один из разработчиков новой антенны. Заметим, что Яхья Рахмэт-Самий является профессором Калифорнийского университета, во введении которого находится лаборатория Antenna Research, Analysis and Measurement Laboratory (ARAM). Он сам и сотрудники этой лаборатории работали над проектами антенн для многих космических миссий, включая аппарат Cassini, аппарат Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) и других космических аппаратов.

Интерес НАСА к возможности установления прямой связи с Землей с поверхности Марса определяется тем, что сроки службы марсианских орбитальных аппаратов приближаются к концу и нет никакой уверенности в том, что оборудование этих аппаратов будет работоспособно в недалеком будущем. Основным промежуточным коммуникационным узлом является аппарат Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), который был запущен в 2005 году и который уже несколько раз испытывал проблемы с бортовым оборудованием. Резервным вариантом является аппарат Mars Odyssey, который был запущен в 2002 году и который является рекордсменом по самой большой продолжительности марсианской миссии.

Прототип новой антенны


Аппараты, находящиеся на поверхности Марса, будут иметь возможность установить прямую связь с Землей, когда Марс и Земля окажутся в определенном взаимном положении. В настоящее время аппараты на поверхности Красной Планеты имеют возможность общения с Землей два раза в сутки по 15 минут каждый раз. Антенна нового типа, установленная на подвижной "руке", позволяющей менять направление антенны, позволит резко увеличить время стабильной связи. "В зависимости от взаимного положения Марса и Земли время одного непрерывного сеанса связи может составлять несколько часов".

Новая антенна была разработана и изготовлена двумя аспирантами, работающими под руководством профессора Рахмэт-Самий, при содействии специалистов из Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения. Отметим, что элементы этой антенны были изначально разработаны для внутреннего использования в стенах лаборатории ARAM, но позже исследователи оптимизировали конструкцию этих элементов и создали на их основе опытную антенну с матрицей 4 на 4 элемента.

Антенна, состоящая из элементов, имеющих достаточно сложное название (circularly polarized half E-shaped patch antenna element), позволяет посылать и принимать радиосигналы, минимизируя эффекты вмешательства частиц газа и пыли атмосферы. Это, в свою очередь, делает атмосферу практически прозрачной для радиосвязи, сводя к минимально возможному уровень шумов и помех. "Уникальные особенности и возможности элементов этой антенны делают ее самым очевидным выбором для коммуникационных систем будущих аппаратов, которые предназначены для исследований Марса, Европы и других космических тел" - рассказывает Яхья Рахмэт-Самий.




Ключевые слова:
Антенна, Элемент, Матрица, Сигнал, Мощность, Чувствительность, Прямая, Связь, Марс, Поверхность, Земля, Mars 2020

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Все марсианские космические аппараты успешно "пережили" рандеву с кометой ...
  • Марсоход Opportunity самостоятельно перешел в "спящий" режим
  • Новая европейская антенна дальней космической связи получает первые данные ...
  • Новая жидкокристаллическая антенна позволяет быстро и точно следить за спут ...
  • Использование наночастиц позволит реализовать трехмерную печать высокоэффек ...




  • 19 сентября 2015 08:08
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3785
    Антенна - это хорошо, но где-нибудь надо взять немало энергии для всего этого. Одно дело связываться с орбитой, а с Землей - это уже другой уровень.


    --------------------
        
    19 сентября 2015 15:42
    #2 Написал: cmp167

    Публикаций: 0
    Комментариев: 163
    Да и 15 минут в день, да и особое положение Земли и Марса, ерунда короче.
        
    22 сентября 2015 10:18
    #3 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 773
    почему бы вместе с марсоходом не запустить и 2 спутника связи, перекрыли бы на 70% время нахождения online.

    П.с. а где же отечественные исследования?


    --------------------
        
    28 сентября 2015 22:44
    #4 Написал: radix

    Публикаций: 0
    Комментариев: 116
    На фото тот парень, который самодельные часы в школу принёс?
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.