تلسکوپ فضایی جیمز وب چگونه تصاویر خود را به زمین ارسال می کند؟

تلسکوپ فضایی جیمز وب به تازگی ماموریت علمی خود را با قدرت کامل رصدخانه ای آغاز کرده است و داده های شگفت انگیز و ناشناخته ای را به زمین ارسال می کند. قدرتمندترین تلسکوپ فضایی جهان این کار را با آنتن های نصب شده در شاتل فضایی جیمز وب و متصل به شبکه فضایی ناسا انجام می دهد. حالا این بار به سراغ سیستم کنترل و ارتباطات جیمز وب رفته ایم تا نگاهی دقیق تر به این شاهکار مهندسی جهان بیندازیم.

تلسکوپ فضایی جیمز وب اولین ماموریت ناسا است که به دومین نقطه لاگرانژ (L2) می رسد و باید داده های خود را با سرعت انتقال بالاتر از 1.25 مگابیت در ثانیه به زمین ارسال کند. این تلسکوپ هر روز تقریباً 29.4 گیگابایت داده علمی را برای ما ارسال می کند که توسط شبکه فضایی عمیق ناسا (DSN) دریافت می شود.

برای انتقال این مقدار داده با چنین سرعتی، ناسا مجبور شد زیرساخت شبکه خود را در اعماق فضا ارتقا دهد. مهندسان ناسا مجبور شدند طول موج مخابراتی این شبکه را از باند ایکس به باند کا ارتقا دهند تا اطلاعات را با سرعتی بیش از 10 گیگابایت بر ثانیه انتقال دهند.

سال‌هاست که موسسه مهندسین برق و الکترونیک نام‌هایی را برای بخش‌های خاص مایکروویو یا باندهای مختلف انتخاب می‌کند. هر کدام از این باندها محدوده فرکانسی خاص خود را دارند. باند S فرکانس 2 تا 4 گیگاهرتز، باند X فرکانس 8 تا 12 گیگاهرتز و باند Ka فرکانس 27 تا 40 گیگاهرتز را پوشش می دهد. اکنون ناسا با این کار فرکانس و استاندارد جدیدی برای ارتباط با ماهواره ها در مدار L2 دارد.

  بدترین غذاها و نوشیدنی هایی که سلامت دهان و دندان شما را به خطر می اندازند

شبکه فضایی عمیق

ناسا با شبکه فضایی عمیق خود می تواند با ماهواره های خود در اعماق فضا حتی فراتر از منظومه شمسی ارتباط برقرار کند. این شبکه بزرگترین و حساس ترین سیستم ارتباطی علمی از راه دور در جهان است. شبکه فضایی عمیق در واقع یک آرایه بین المللی تحت نظارت ناسا است که با آنتن های بسیار بزرگ روی زمین کار می کند و می تواند با ماموریت های ناسا ارتباط برقرار کند.

این شبکه می تواند مشاهدات نجوم رادیویی را انجام دهد و دانش ما را از منظومه شمسی افزایش دهد. این سیستم مانند سایر فعالیت های مهندسی ناسا در آزمایشگاه رانش جت ناسا برای برقراری ارتباط با ماموریت های بین سیاره ای خود توسعه یافته است.

این شبکه دارای سه تاسیسات در استرالیا، اسپانیا و آمریکا می باشد که طول جغرافیایی آنها 120 درجه است. مکان دقیق این سه تاسیسات به ناسا اجازه می دهد تا در ارتباط دائمی با تمام ماهواره های خود باشد. بنابراین وقتی یک ماهواره به یک شبکه می‌آید، به شبکه دیگری در طرف دیگر زمین می‌رود تا بتواند سیگنال خود را در لحظه دریافت کند.

زیرسیستم ارتباطی تلسکوپ فضایی جیمز وب

سیستمی که تلسکوپ فضایی جیمز وب برای انتقال اطلاعات خود از آن استفاده می کند، زیرسیستم ارتباطی تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST Communications Subsystem) نامیده می شود. این سیستم می تواند ارتباط دو طرفه با شبکه فضایی عمیق ناسا برقرار کند.

این سیستم در واقع بخشی از اتوبوس فضایی تلسکوپ فضایی جیمز وب است و می تواند داده ها را از وب به مرکز ارتباطات ماموریت بفرستد و از آنجا به دو طریق اطلاعات دریافت کند. این سیستم در مراحل عملیاتی مانند کالیبراسیون ابزار علمی جیمز وب و فعالیت های تجربی عمل می کند. با یک تقریب خوب می توان گفت همیشه!

  باکتری ها و ویروس ها با ورود به سیستم عصبی از طریق بینی باعث ایجاد بیماری آلزایمر می شوند
photo 5960711293524621169 y قطب آی تی

زیرسیستم مخابراتی جیمز وب در محدوده S&K فعالیت می کند. این تلسکوپ در فرکانس های باند S که نیاز به سرعت بالایی ندارد، داده ها را به پایین و بالا منتقل می کند و همانطور که گفتیم در باند کا فعالیت هایی را پوشش می دهد که به سرعت انتقال بالاتری نیاز دارند.

همه این فعالیت ها با شبکه فضایی عمیق ناسا در استرالیا، اسپانیا و ایالات متحده انجام می شود. اگرچه جیمز وب روزانه چنین حجمی از داده ها را منتقل می کند، فضای ذخیره سازی حداقل 65 گیگابایت است. جیمز وب با آنتن های هوابرد و با بهره بالا ارتباط برقرار می کند.

آنتن روی برد

تلسکوپ فضایی جیمز وب دارای یک آنتن باند Ka با بهره 60 سانتی متری همراه با آنتن باند S با بهره متوسط ​​20 سانتی متر است. هر دو آنتن بر روی سطحی (برد) نصب می شوند که به پلت فرم با بهره بالا (پلت فرم HGA) معروف است.

مهم نیست که جیمز وب در چه حالتی است، پلتفرم می تواند در هر موقعیتی روی زمین تنظیم شود و داده ها را انتقال دهد. آنتن وب با بهره متوسط ​​می تواند ارتباط از راه دور در زمان واقعی با مرکز ماموریت با سرعت 40 کیلوبیت در ثانیه فراهم کند که می تواند از هر پایگاه زمینی دریافت شود.

Webb می تواند به طور همزمان با گروه S&K با Earth ارتباط برقرار کند و هر گونه دستور یا ماموریتی را دریافت کند. آنتن باند کا با بهره بالا دارای سه سرعت قابل تنظیم 0.875، 1.75 و 3.5 مگابیت بر ثانیه است.

  فورد برانکو DR معرفی شد; سوپر شاسی بلند 400 اسب بخاری برای رالی در کویر

آنتن با بهره بالا

ارتباطات روزمره وب مانند انتقال داده های علمی در طول ماموریت های علمی و حرکت رصدخانه در فضا اتفاق می افتد. وقتی از نقطه دوم لاگرانژ به زمین نگاه می کنیم، طول موج باند Ka دقیقاً به اندازه اندازه زاویه ای زمین خواهد بود. بنابراین، جهت آنتن وب با بهره بالا باید همیشه طوری تنظیم شود که به سمت زمین باشد.

از آنجایی که حرکت این آنتن اختلالی در بدنه رصدخانه ایجاد می کند، تنظیم آنتن با بهره بالا در طول ماموریت های علمی و جمع آوری داده ها انجام نمی شود. علاوه بر این، به دلیل حرکت جیمز وب در مدار خود، این آنتن باید هر ده هزار ثانیه یکبار – تقریباً هر سه ساعت یکبار، هدف گیری شود. بنابراین، همیشه محدودیتی برای حداکثر زمان جمع آوری داده ها در هر عملیات علمی وجود دارد.

البته، این سیستم را می توان برای مشاهدات خاص خاموش کرد تا داده ها را بدون وقفه دریافت کند. اما فاصله کم برای مرکز این آنتن با زمین در میانه یک عملیات علمی طولانی خطای زیادی ایجاد نمی کند.

دیدگاهتان را بنویسید

این سایت توسط reCAPTCHA و گوگل محافظت می‌شود حریم خصوصی و شرایط استفاده از خدمات اعمال.