Влияние запаздывания сигналов на космических линиях связи на системы управления космических аппаратов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Курангышев А. В., Дедушкин А. В., Казначеев А. В. Влияние запаздывания сигналов на космических линиях связи на системы управления космических аппаратов // Молодой ученый. — 2016. — №3. — С. 135-137. — URL https://moluch.ru/archive/107/25742/ (дата обращения: 19.09.2018).

 

В статье рассматривается запаздывание сигналов на космических линиях связи. Приведен конкретный пример последствия дистанционного управления космическим зондом «Вояджер-1», который находился на огромном удалении от Земли. Также поднят вопрос об актуальности создания бортовых автоматизированных роботов с искусственным разумом для решения специальных задач, которые не под силу для «биологического разума».

Ключевые слова:«Вояджер-1», космический аппарат, запаздывание сигнала, дистанционное управление, зонд, космическая линия связи, искусственный разум.

 

В сентябре 1977 года в космическое пространство был запущен автоматический зонд «Вояджер-1» и «Вояджер-2», задачей первого являлось исследование Юпитера и Сатурна. С увеличением расстояния между зондом и Землей, в связи с конечной скоростью распространения радиоволн до корреспондента, возникала трудность в дистанционном управлении зондом, а именно из-за сильного запаздывания сигналов. По причине поздней отправки сигналов для корректировки пути полета зонда и иных причин не удалось вывести на заданные орбиты этих планет-гигантов. Впоследствии этот корабль продолжил движение к границе Солнечной системы и в 2012 вышел из ее предела. Сейчас информация, переданная космическим путешественником, бесценна для человечества. Но эта информация из-за огромного расстояния достигает до Земли в течение 17 часов с момента отправки [3]. Поэтому нахождение методов для уменьшения времени запаздывания радиосигналов в настоящее время имеет огромное значение.

Для оценки времени задержки сигнала требуется знание зависимости времени задержки между наземными станциями от высоты орбиты космического аппарата КА. На рисунке 1 приведена зависимость максимального времени запаздывания сигнала на линиях космической связи в зависимости от высоты орбиты [1].

C:\Users\Кобра\Desktop\11.png

Рис. 1. График зависимости запаздывания сигналов на линиях космической связи

 

Как видно из графика зависимости, с увеличением расстояния между Землей и КА возникает большое значение задержки сигнала. При связи с космонавтами по методу дуплексной связи (прием и передача сигнала ведутся единовременно) из-за временной задержки возникают вынужденные паузы в разговоре между абонентами, что приводит к затруднению разговора. С временной задержкой сигнала, надеюсь, сталкивался каждый абонент мобильной связи, который когда-либо звонил в дальние уголки России или в другие страны. И любой человек скажет, насколько это неприятно, когда общаясь с другим абонентом, последний тебя перебивает. В связи с этим нормами Международного консультативного комитета радио (МККР) установлена величина максимального времени запаздывания сигнала между абонентами при телефонном обмене, равная 250 мс.

На линиях связи с космическими аппаратами запаздывание сигнала значительно больше, чем те, которые имеют место при работе с орбитальными объектами. В таблице 1 приведены задержки сигнала при радиообмене между Землей и космическим кораблем на поверхности или в окрестности планет солнечной системы с учетом их взаимного расположения.

 

Таблица 1

Планета

Среднее расстояние от Земли, км

Задержка ответа корреспондента, с

Луна1

2.5

Венера

276

Марс

522

Меркурий

738

Юпитер

4158

Сатурн

8640

Уран

18120

Нептун

28980

Плутон*

38400

*В 2006 году по решению чешских астрономов планета причислена к классу астероидов.

 

Таблица 1 показывает, что огромное время задержки полностью исключает возможность дистанционного управления КА с Земли, включая системы жизнедеятельности и контроля, комплекс оборудования для научных исследований и т. д.

Уменьшить время задержки радиосигналов практически невозможно, поскольку это время определяется расстоянием между объектами и скоростью распространения радиоволны. Скорость распространения радиоволны в воздухе немного меньше скорости света и ограничено диэлектрической проницаемостью воздуха , а поскольку связь в космическом пространстве обеспечивается в безвоздушном пространстве, то . Значит запаздывание сигнала в космическом пространстве, исходя из формулы 1, и так минимально.

(1)

Таким образом, в связи с невозможностью дистанционного управления космическими аппаратами, находящихся на огромном удалении от Земли, возникает необходимость в разработке бортовых высокоинтеллектуальных автоматизированных роботов с искусственным разумом, которые смогли бы выполнить те необходимые задачи, стоящие перед человечеством: исследование соседних планет, астероидов, космического пространства и других объектов Солнечной системы.

 

Литература:

 

  1.      Л. К. Андрусевич, А. А. Ищук, К. А. Лайко, Антенны и распространение радиоволн: учебник для вузов, Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006.-396 с.
  2.      М. Ю. Застела, «Основы радиоэлектроники и связи», Казань: ЗАО «Новое знание», 2009.-340 с.
  3.      Электронный ресурс, сайт: http://spacegid.com/voyadzher-1–37-let-v-polete.html, дата обращения: 20.01.2016 г.
  4.      Электронный ресурс, сайт: https://ru.wikipedia.org/wiki/ %D0 %92 %D0 %BE %D1 %8F %D0 %B4 %D0 %B6 %D0 %B5 %D1 %80–1, дата обращения: 20.01.2016 г.
  5.      Электронный ресурс, сайт: http://informatik-m.ru/2011–06–20–18–25–05/dalnjaja-kosmicheskaja-svjaz-vojadzher-1.html, дата обращения: 21.01.2016г.
Основные термины (генерируются автоматически): дистанционное управление, космическое пространство, Солнечная система, искусственный разум, Земля, запаздывание сигнала, космическая линия связи, космический аппарат, огромное удаление, космическая связь.


Ключевые слова

космический аппарат, дистанционное управление, «Вояджер-1», запаздывание сигнала, зонд, космическая линия связи, искусственный разум.

Похожие статьи

Особенности распространения радиоволн на космических...

Влияние запаздывания сигналов на космических линиях связи на системы управления космических аппаратов. Оценка возможности установки реклоузера на отходящих линиях подстанций Рязанского региона.

Выбор типа орбит космических систем оптико-электронного...

Влияние запаздывания сигналов на космических линиях связи на системы управления космических аппаратов. Выбор оптимального типа подвижного состава при перевозке тротуарных бордюров.

Анализ радиационной стойкости космических аппаратов связи...

В представленной работе объектами исследования являлись космические аппараты на круговых орбитах. Ключевые слова: поглощенная доза, космический аппарат, радиационная стойкость, круговая орбита, заряженные частицы, радиационный пояс земли.

Исследование радиационных нагрузок малых космических...

Космические аппараты, находящиеся в космическом пространстве

космический аппарат, радиационная стойкость, солнечно-синхронные орбиты, заряженные частицы, поглощенная доза.

Анализ радиационной стойкости космических аппаратов связи при проектировании.

На пути к созданию орбитальной космической станции...

- история освоения космического пространства и процесс создания орбитальной космической станции.

18 марта 1965 года Земля приняла из космоса доклад космонавта П.И. Беляева: «Человек вышел в космическое пространство

Основы спутниковой навигации | Статья в журнале...

Также рассказывается о революции системы ориентации космических аппаратов, начиная от ориентации по звездам, заканчивая ориентацией по пульсарам. Затрагивается плюсы и минусы такой проблемы...

Статьи по ключевому слову "космический аппарат" — Молодой...

Влияние запаздывания сигналов на космических линиях связи на системы управления космических аппаратов.

Автоматизация верификации блоков электронных устройств поворота батареи солнечной космического аппарата.

Анализ современного состояния рынка наноспутников как...

Первый искусственный спутник Земли Спутник-1 классифицируется как микроспутник, так как его масса составляет 83,6 кг.

Анализ затрат на производство больших космических аппаратов, наноспутников ипикоспутников.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Особенности распространения радиоволн на космических...

Влияние запаздывания сигналов на космических линиях связи на системы управления космических аппаратов. Оценка возможности установки реклоузера на отходящих линиях подстанций Рязанского региона.

Выбор типа орбит космических систем оптико-электронного...

Влияние запаздывания сигналов на космических линиях связи на системы управления космических аппаратов. Выбор оптимального типа подвижного состава при перевозке тротуарных бордюров.

Анализ радиационной стойкости космических аппаратов связи...

В представленной работе объектами исследования являлись космические аппараты на круговых орбитах. Ключевые слова: поглощенная доза, космический аппарат, радиационная стойкость, круговая орбита, заряженные частицы, радиационный пояс земли.

Исследование радиационных нагрузок малых космических...

Космические аппараты, находящиеся в космическом пространстве

космический аппарат, радиационная стойкость, солнечно-синхронные орбиты, заряженные частицы, поглощенная доза.

Анализ радиационной стойкости космических аппаратов связи при проектировании.

На пути к созданию орбитальной космической станции...

- история освоения космического пространства и процесс создания орбитальной космической станции.

18 марта 1965 года Земля приняла из космоса доклад космонавта П.И. Беляева: «Человек вышел в космическое пространство

Основы спутниковой навигации | Статья в журнале...

Также рассказывается о революции системы ориентации космических аппаратов, начиная от ориентации по звездам, заканчивая ориентацией по пульсарам. Затрагивается плюсы и минусы такой проблемы...

Статьи по ключевому слову "космический аппарат" — Молодой...

Влияние запаздывания сигналов на космических линиях связи на системы управления космических аппаратов.

Автоматизация верификации блоков электронных устройств поворота батареи солнечной космического аппарата.

Анализ современного состояния рынка наноспутников как...

Первый искусственный спутник Земли Спутник-1 классифицируется как микроспутник, так как его масса составляет 83,6 кг.

Анализ затрат на производство больших космических аппаратов, наноспутников ипикоспутников.

Задать вопрос