Yhteys Marsiin ja kauemmas.

Seuraa 
Viestejä3976
Liittynyt12.6.2007

Onko mahdollista lähettää laserilla sanoma Marsiin, tai kauemmas? Viesti Marsiin viipyy matkalla 3-22 minuuttia, riippuen planeetan sijainnista. Jos planeetta on 22 minuutin päässä, niin mihin suuntaan lasersäde pitää suunnata? Jos sen tähtää suoraan päin, niin eikös 22 minuutin kuluttua Mars ole jo kulkenut eteenpäin radallaan, ja tulee hutikuti? Pitääkö ottaa ennakkoa?

"The universe is a big place, perhaps the biggest".
"Those of you who believe in telekinetics, raise my hand".
Kurt Vonnegut
"Voihan fusk." Minä

Kommentit (10)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26832
Liittynyt16.3.2005

On mahdollista, jos vain Marsissa on joku vastaanottamassa. Suuntaus pitää tehdä niin, että säde ja vastaanottaja ovat oikeaan aikaan oikeassa paikassa. Käytännössä suuntaus ei ole supertarkkaa, koska diffraktio rajoittaa säteen kollimointia. Jos vaikka kollimoidaan säde metrisellä optiikalla Kuun pinnalla, jossa ilmakehä ei hajoita sädettä edelleen, se hajoaa noin 0,1 kaarisekunnin kulmaan. Jos Marsiin on 100 miljoonaa kilometriä, niin siellä säteen halkaisija on jo 100 km. Mars liikkuu Maan suhteen kymmeniä kilometrejä sekunnissa, joten ennakko on otettava.

100 km:n kokoisen alueen valaisu niin, että signaali on luettavissa, vaatii reippaanlaiset lähetystehot. Käytännössä tuollaisen yhteyden toteuttaminen kohtuullisella bittinopeudella olisi täysin mahdollista, jos molemmissa päissä olisi metrin optiikka. Radioyhteys tulee kuitenkin reippaasti halvemmaksi, eikä laser tarjoa mitään merkittävää etua.

Astronomy
Seuraa 
Viestejä3976
Liittynyt12.6.2007
Neutroni
On mahdollista, jos vain Marsissa on joku vastaanottamassa. Suuntaus pitää tehdä niin, että säde ja vastaanottaja ovat oikeaan aikaan oikeassa paikassa. Käytännössä suuntaus ei ole supertarkkaa, koska diffraktio rajoittaa säteen kollimointia. Jos vaikka kollimoidaan säde metrisellä optiikalla Kuun pinnalla, jossa ilmakehä ei hajoita sädettä edelleen, se hajoaa noin 0,1 kaarisekunnin kulmaan. Jos Marsiin on 100 miljoonaa kilometriä, niin siellä säteen halkaisija on jo 100 km. Mars liikkuu Maan suhteen kymmeniä kilometrejä sekunnissa, joten ennakko on otettava.

100 km:n kokoisen alueen valaisu niin, että signaali on luettavissa, vaatii reippaanlaiset lähetystehot. Käytännössä tuollaisen yhteyden toteuttaminen kohtuullisella bittinopeudella olisi täysin mahdollista, jos molemmissa päissä olisi metrin optiikka. Radioyhteys tulee kuitenkin reippaasti halvemmaksi, eikä laser tarjoa mitään merkittävää etua.


Hyvä kommentti, kiitos. Tätä tuli mieleen kysyä, koska joskus luin että laser-tiedonsiirto olisi mielenkiintoinen ja varteenotettava tapa pitää yhteyttä kaukaisten kohteiden kanssa. Taitaa olla niin että perinteinen radiosignaali on kuitenkin se juttu mikä pelittää parhaiten?

"The universe is a big place, perhaps the biggest".
"Those of you who believe in telekinetics, raise my hand".
Kurt Vonnegut
"Voihan fusk." Minä

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005
Astronomy
Neutroni
On mahdollista, jos vain Marsissa on joku vastaanottamassa. Suuntaus pitää tehdä niin, että säde ja vastaanottaja ovat oikeaan aikaan oikeassa paikassa. Käytännössä suuntaus ei ole supertarkkaa, koska diffraktio rajoittaa säteen kollimointia. Jos vaikka kollimoidaan säde metrisellä optiikalla Kuun pinnalla, jossa ilmakehä ei hajoita sädettä edelleen, se hajoaa noin 0,1 kaarisekunnin kulmaan. Jos Marsiin on 100 miljoonaa kilometriä, niin siellä säteen halkaisija on jo 100 km. Mars liikkuu Maan suhteen kymmeniä kilometrejä sekunnissa, joten ennakko on otettava.

100 km:n kokoisen alueen valaisu niin, että signaali on luettavissa, vaatii reippaanlaiset lähetystehot. Käytännössä tuollaisen yhteyden toteuttaminen kohtuullisella bittinopeudella olisi täysin mahdollista, jos molemmissa päissä olisi metrin optiikka. Radioyhteys tulee kuitenkin reippaasti halvemmaksi, eikä laser tarjoa mitään merkittävää etua.


Hyvä kommentti, kiitos. Tätä tuli mieleen kysyä, koska joskus luin että laser-tiedonsiirto olisi mielenkiintoinen ja varteenotettava tapa pitää yhteyttä kaukaisten kohteiden kanssa. Taitaa olla niin että perinteinen radiosignaali on kuitenkin se juttu mikä pelittää parhaiten?



Neutriinot voisivat olla mielenkiintoisempi tapa. On aivan sama missä Mars on maahan nähden kunhan tiedetään suunta ja ennakko. Voisikohan Aurinko olla siinä välissä vai estääkö tuo jo liikaa neutriinoja?

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26832
Liittynyt16.3.2005
Paul M
Neutriinot voisivat olla mielenkiintoisempi tapa. On aivan sama missä Mars on maahan nähden kunhan tiedetään suunta ja ennakko. Voisikohan Aurinko olla siinä välissä vai estääkö tuo jo liikaa neutriinoja?



Aurinko ei vaikuta neutriinoiden kulkuun oleellisesti. Se kuitenkin tuottaa neutriinoita suunnattomia määriä. Auringon neutriinoiden suodattaminen olisi se ongelma. En tiedä tarkkaan, kuinka selektiivisiä neutriinodetektorit ovat energian suhteen. Jos käytettäisiin neutriinoja, joiden energia on muutamaa kertaluokkaa suurempi kuin Auringon ydinreaktiot tuottavat, ja detektori olisi täysin sokea Auringon neutriinoille, ehkä se kävisi päinsä teoriassa.

Käytännössä neutriinojen lähettäminen vaatii hiukkaskiihdyttimiä ja havainnointi valtavia ilmaisimia. Ja silti se on vaikeaa jo muutaman tuhannen kilometrin etäisyyksillä. Toimiva kommunikointi planeettojen välillä ei ole näköpiirissä olevassa tulevaisuudessa. Suunnattoman paljon halvempi tapa kiertää konjunktion aiheuttama kommunikaatiokatkos olisi panna linkkisatelliitti Maan tai Marsin radan L4-pisteeseen.

Vierailija
Astronomy
Hyvä kommentti, kiitos. Tätä tuli mieleen kysyä, koska joskus luin että laser-tiedonsiirto olisi mielenkiintoinen ja varteenotettava tapa pitää yhteyttä kaukaisten kohteiden kanssa. Taitaa olla niin että perinteinen radiosignaali on kuitenkin se juttu mikä pelittää parhaiten?
Laserin käyttöä satelliittien ja avaruusluotainten tiedonsiirrossa on harkittu jo 60-luvulta lähtien. Laser-tiedonsiirron etuja radiolinkkeihin verrattuna ovat mm. huomattavasti suuremmat tiedonsiirtonopeudet, kevyemmät ja vähemmän tilaa vaativat laitteet, pienempi tehontarve sekä taajuuskaistojen allokoinnin helppous. Mutta laser-linkkien ongelmana on ollut niiden vaatima hyvin tarkka suuntaus. (plus tietysti pilvisyys, mutta se helpommin ratkaistavissa)

Jotkut maata kiertävät satellitit käyttävät jo laser-linkkejä. Avaruusluotainten laser-tiedonsiirto on ollut toistaiseksi kokeiluasteella, mutta tulee todennäköisesti yleistymään tulevaisuudessa. Jatkuvastihan vaaditaan yhä nopeampaa tiedonsiirtoa yhä suurempien datamäärien siirtämiseksi ja esim. DSN:n kapasiteetti on välillä kortilla. NASA:n Mars Telecommunications Orbiter olisi käyttänyt laser-linkkiä tiedonsiirrossa Maahan, mutta rahapulan vuoksi projekti peruttiin.

Toistaiseksi pisimmän etäisyyden laser-kokeilu tehtiin Merkuriukseen matkalla olleen MESSENGER-luotaimen kanssa. Onnistuneessa kokeessa käytettiin luotaimen laser-korkeusmittaria lähettämään ja vastaanottamaan laser-pulsseja noin 24 miljoonan kilometrin etäisyydeltä.
Longest laser link bridges the gulf of space

pmk
Seuraa 
Viestejä1855
Liittynyt1.1.2010
Neutroni
On mahdollista, jos vain Marsissa on joku vastaanottamassa. Suuntaus pitää tehdä niin, että säde ja vastaanottaja ovat oikeaan aikaan oikeassa paikassa. Käytännössä suuntaus ei ole supertarkkaa, koska diffraktio rajoittaa säteen kollimointia. Jos vaikka kollimoidaan säde metrisellä optiikalla Kuun pinnalla, jossa ilmakehä ei hajoita sädettä edelleen, se hajoaa noin 0,1 kaarisekunnin kulmaan. Jos Marsiin on 100 miljoonaa kilometriä, niin siellä säteen halkaisija on jo 100 km. Mars liikkuu Maan suhteen kymmeniä kilometrejä sekunnissa, joten ennakko on otettava.

100 km:n kokoisen alueen valaisu niin, että signaali on luettavissa, vaatii reippaanlaiset lähetystehot. Käytännössä tuollaisen yhteyden toteuttaminen kohtuullisella bittinopeudella olisi täysin mahdollista, jos molemmissa päissä olisi metrin optiikka. Radioyhteys tulee kuitenkin reippaasti halvemmaksi, eikä laser tarjoa mitään merkittävää etua.


Metrin optiikalla tosiaan päästään jo punaisella valolla vajaan mikroradiaanin säteeseen, joka 100 miljoonan km matkalla tekee juuri tuon 100 km kuvion. Jos vastaanottopäässäkin on vain metrin optiikka, vastaanotettu signaali on 100 dB alle lähetetyn signaalin. Radiotekniikassa termisen kohinan voimakkuudeksi arvioidaan huoneenlämmössä yleensä -174 dBm/Hz ja kaksitasokoodauksella (+ECC) tarvitaan ehkä -170 dBm/Hz, joten 100 dB/Hz "matkavaimennuksella" tarvittaisiin siten -70 dBm/Hz eli 1 W (+30 dBm) laserteholla pitäisi päästä 10 GHz kaistaleveyksiin ja 10 Gbit/s siirtonopeuksiin.

Tuo on hyvin suuntaa-antava laskelma, oikeampi tapa olisi laskea fotonien Poisson jakauma ja kunka monta fotonia tarvitaan yhden bitin siirtämiseen (veikkaisin ainakin kymmenkuntaa fotonia hyvällä ECCllä).

Mars-Maa linkillä ei siis mitään tolkuttomia tehoja tarvitsisi Marsin päässä käyttää (pärjättäisiin aurinkopaneleilla), varsinkin kun maassa voisi käyttää yli 1 m optiikkaa.

Näitä laskelmia on toki paljon harrastettu optisen SETIn alueella, joten sieltä kannattaa katsoa tarkemmin.

Varaktori
Seuraa 
Viestejä777
Liittynyt22.8.2008

No mutta ideahan on oikein hyvä Marsiin varmasti kuso kulkisin oikein hyvin ja "optical seti" on sitä mieltä, että kauemmaksikin. Ei muuta kuin kuukleen hakusanoiksi optical seti niin tulee mukavaa juttua. Taidan itsekin laitaa laserin tilaukseen ja hoitaa kuuluotaimeni tiedonsiirron sillä. Jos luotaimesta ei tule mitään, niin posauttelen sillä sitten ilmapalloja ja laitan videot juutuupiin.

http://seti.harvard.edu/oseti/

http://seti.berkeley.edu/opticalseti

Kulmikkat silmälasinlinssit. Ymmärtäisin, jos lastensadun kuutiopäinen robotti haluaisi sellaiset, mutta ihmiselle ne eivät sovi.
http://www.youtube.com/watch?v=PLNR4xfh1Qc

Pacanus Rusticanus
Seuraa 
Viestejä7843
Liittynyt1.2.2010

Ettei olisi laserin eräs etu siinä, että dataa on vaikeampi sivullisen siepata kuin radioaalloilta. Myöskään passiivinen tilanvalvonta ei havaitse laseria. Voisi kuvitella, että mm. sotilaalliset puolustusjärjestelmät ja tiedustelujärjestelmät käyttäisivät hyväkseen laseria tiedonsiirtoon. Nykyajan viestilamppu, eräänlainen.

- Ubi bene, ibi patria -

CE-hyväksytty
Seuraa 
Viestejä29006
Liittynyt30.4.2005
Pacanus Rusticanus
Ettei olisi laserin eräs etu siinä, että dataa on vaikeampi sivullisen siepata kuin radioaalloilta. Myöskään passiivinen tilanvalvonta ei havaitse laseria. Voisi kuvitella, että mm. sotilaalliset puolustusjärjestelmät ja tiedustelujärjestelmät käyttäisivät hyväkseen laseria tiedonsiirtoon. Nykyajan viestilamppu, eräänlainen.

Meinaatko että ne eivät sitä käyttäisi jo?

Uusimmat

Suosituimmat