Связь в дальнем космосе
Сайт https://wirelesstechnology.com.ru посвящен беспроводным технологиям и устройствам. Сейчас мы кратко рассмотрим беспроводную технологию, которая на практике обеспечивает самую дальнюю двустороннюю связь с использованием двух устройств, созданных людьми.
DSS-43 как пример связи на расстоянии более 20 миллиардов километров
С 1977 года NASA с помощью беспроводных технологий осуществляет дистанционное взаимодействие с космическим аппаратом Voyager 2, который удалился на расстояние более 20 миллиардов километров. Это очень далеко. Например, телескоп XMM-Newton находится в 100 тысячах километров. Расстояние до Луны составляет 400 тысяч километров.
Путешествие Voyager 2 продолжается с приключениями, иногда связь с ним теряется, иногда не хватает вырабатываемой мощности, иногда возникают неполадки с оборудованием. Например, в 1989 году Voyager 2, пролетая вблизи планеты Нептун, изменил траекторию и потерял видимость со всех радиоантенн в Северном полушарии.
Антенна DSS-43 как она есть
Сегодня связь с Voyager 2 обеспечивает одна антенна DSS-43, элемент сети NASA Deep Space Network. Антенна станции Deep Space Station является крупнейшей во всем Южном полушарии и расположена в комплексе связи CDSCC недалеко от Канберры, Австралия. Эта параболическая радиоантенна диаметром 70 метров относится к типу Кассегрена и имеет превосходное усиление до 80,1 дБ и узкую направленность. Зеркало антенны должно быть точно направлено на определенную точку, отклонение даже на сотые доли градуса приведет к ошибке в тысячи километров. Точность позиционирования DSS-43 составляет 0,005 градуса. Мощность передачи сигнала составляет 18-20 кВт, максимум до 400 кВт. Чем больше апертура зеркала, тем мощнее будет электромагнитный сигнал. Антенна DSS-43 весит 3000 тонн и имеет площадь поверхности 4180 квадратных метров, что примерно равно половине размера футбольного поля.
Крупнейшие космические радиоантенны
Комплекс связи NASA CDSCC в Канберре является частью Deep Space Network. В эту сеть входят еще две большие антенны с 70-метровым зеркалом: в Голдстоуне, Калифорния (США) - DSS-14, в Мадриде (Испания) - DSS-63.
Крупнейшая космическая радиоантенна Very Large Array, состоящая из 27 радиотелескопов, работающих как одна сложная антенна, расположена в штате Нью-Мексико (США). 27 радиотелескопов диаметром 25 метров разбросаны по площади диаметром 35 километров.
Принцип работы параболических радиоантенн
Принцип работы параболических радиоантенн основан на двойном отражении, подобном тому, как работает телескоп, который следит за соседями. При получении сигнала электромагнитная волна попадает на главное зеркало, отражается вторичным зеркалом и попадает на приемник. Сигнал фильтруется, усиливается и обрабатывается. Сигнал передается в обратном направлении. Выходя из излучателя, электромагнитная волна сигнала определенной мощности и частоты попадает на вторичное зеркало и отражается от него. Затем электромагнитная волна снова отражается главным зеркалом и концентрируется в заданном направлении.
