Получить данные из глубокого космоса может быть сложно. Почти все наши миссии, которые летали в глубокий космос, используют Deep Space Network — систему передатчиков и приемников, которая уже накладывает ограничения на объем данных, которые мы можем передавать из дальних уголков космоса. Поэтому команда под руководством Джошуа Вандер Хука, работавшего тогда в Лаборатории реактивного движения НАСА, а теперь в стартапе Outrider.ai, придумала способ значительно повысить пропускную способность DSN. При этом они дали ему очень запоминающееся название – «Пони-экспресс Солнечной системы».
Доктор Вандер Хук первоначально получил поддержку в виде гранта Института передовых концепций НАСА (NIAC) в 2021 году. В базовой концепции используется так называемая «циклическая» орбита, при которой космический корабль неоднократно вращается по орбите между двумя телами Солнечной системы, используя их гравитацию. скважины будут вращаться синхронно с моментом прохождения их орбит друг друга.
В этом случае космический корабль будет состоять из модуля ретрансляции связи, который будет собирать данные с высокой пропускной способностью от модуля наблюдателя, находящегося на орбите вокруг другого тела. Модуль наблюдателя будет последовательно загружать данные из миссий, работающих в его районе, а затем, когда ретрансляционный модуль приближается, быстро отправлять все эти данные на велосипедный космический корабль. Затем циклер возвращается на Землю, где начинается еще один быстрый процесс загрузки, и цикл повторяется.
Это похоже на «Пони-экспресс» — систему 1800-х годов, при которой почтальоны ездили на пони (или лошадях), чтобы время от времени доставлять почту в отдаленные аванпосты на американском Западе. Еще раз отдавая дань уважения наследию почтовых перевозчиков, команда назвала спутники-ретрансляторы для велосипедистов «мулами данных».
Этим информационным мулам предстоит долгое путешествие между Землей и пунктом назначения. Неудивительно, что в большей части литературы высказывается идея о том, что пунктом назначения является Марс. Базз Олдрин, самый известный сторонник циклических орбит, предположил, что циклические «замки» могут эффективно перевозить людей и товары между Марсом и Землей. Но в этой новой конфигурации вместо физических вещей было бы выгоднее отправлять данные.
Кредит – Марк Санчес-Нет и др.
Расчеты, описанные в статье, опубликованной в прошлом году, показывают, что при наличии всего лишь шести модулей данных сеть может обеспечить пропускную способность в 1 петабайт в год с поверхности Марса, требуя при этом лишь незначительного выделения времени на DSN. Это потенциально позволило бы в реальном времени получать видео высокой четкости с Красной планеты, что, несомненно, было бы привлекательно для многих жителей ее ближайшего соседа.
Однако за такие высокие скорости передачи данных приходится платить. В случае с «Пони-экспрессом Солнечной системы» этой ценой является задержка. Возможная передача данных с высокой пропускной способностью между наблюдателем и мулом данных, а затем снова от мула данных обратно к приемной станции на Земле, возможна только в том случае, если они находятся в физической близости друг к другу, поскольку в сети будет использоваться тип высокопроизводительная оптическая сеть связи. А поскольку на орбиту циклера могут уйти годы, пройдут годы после того, как данные на Красной планете будут собраны, и каждый сможет ими воспользоваться.
Это не останавливает шоу – на самом деле, многие люди были бы готовы ждать более года видео высокой четкости с Марса, если бы это был единственный способ увидеть его. Но это затрудняет финансирование такой миссии, учитывая культуру немедленной обратной связи, преобладающую во многих сегодняшних средствах массовой информации. Однако надо отдать должное авторам: они признают это ограничение и, как и все хорошие учёные, отмечают, что это была бы хорошая тема для дальнейшего изучения.
На данный момент дальнейшее исследование, похоже, приостановлено. Доктор Вандер Хук перешел к другим проектам, не связанным с космосом. Несмотря на некоторый интерес со стороны исследователей из других стран, таких как статья из Университета Иллинойса, в настоящее время нет четкого пути развития проекта. Но всегда будет потребность в передаче большего количества данных из отдаленных уголков Солнечной системы. Если «Пони-экспресс» — наиболее экономичный способ получить его в начале наших исследований, то не удивляйтесь, если эта концепция возродится когда-нибудь в будущем.
Узнать больше:
Паскарелла и др. — Оптимизация траектории малой тяги для пони-экспресса Солнечной системы.
Санчес Нет и др. — Циклические орбиты и Солнечная система Pony Express
UT – У НАСА слишком много космических кораблей для связи. Время готовить больше блюд
UT – Мы вступаем в новую эпоху, когда космические корабли будут общаться с помощью лазеров
Ведущее изображение:
Изображение художника репрезентативной орбиты циклера.
Кредит – Джошуа Вандер Хук.
