Djupt rymdkommunikation är en typ av radiokommunikation med rymdfarkoster belägna på avsevärt avstånd från jorden. Djupt rymdkommunikation kompliceras av betydande dämpning av signalen på grund av spridning i rymden, dopplerfrekvensförskjutning, samt betydande fördröjningar orsakade av radiovågornas ändliga hastighet (se ljusets hastighet ).
Överföring av en signal till en rymdfarkost är förknippad med färre svårigheter, eftersom kraften hos signalen som sänds från jorden är praktiskt taget obegränsad, det finns inga konstgjorda elektromagnetiska störningar i rymden och den naturliga bakgrunden för radioemission är mycket svag, vilket gör det möjligt att utrusta rymdfarkoster med ultrahögkänsliga mottagare.
Ett stort problem är överföringen av signaler från rymdfarkosten till jorden, eftersom energikapaciteten hos utrustningen ombord i bästa fall är begränsad till hundratals watt, och i området för mottagningsantenner på marken, nivån på människan. gjorda elektromagnetiska störningar är hög, vilket inte tillåter ökning av mottagarnas känslighet. Detta problem löses delvis genom användning av snävt riktade parabolantenner och korrelationsanalys av den mottagna signalen på höghastighetsdatorer. Faktum är att sannolikheten för händelsen att två antenner av ultrakortvågsområdet, avlägsna på avstånd av flera tusen kilometer, kommer att ta emot samma signal av markbundet ursprung är extremt liten, eftersom ultrakorta vågor utbreder sig endast i linjen av- siktzon. Samtidigt kommer signalen från rymdfarkosten att verka på båda antennerna på samma sätt. Således kommer resultatet av faltningen av signaler som tas emot av två antenner att vara exakt signalen från rymdfarkosten (eller universums radioemission, som är svagare och har en osammanhängande karaktär).
Det är lämpligt att använda reläsatelliter för djuprymdkommunikation. De är belägna ganska långt från jorden och är praktiskt taget inte föremål för konstgjorda störningar. Dessutom dämpas inte signalen från en avlägsen rymdfarkost av jordens atmosfär.
Trots de åtgärder som vidtagits och de enorma kostnaderna för implementeringen av dem, är hastigheten för att ta emot data från avlägsna rymdfarkoster mycket låg - några till tiotals kilobits per sekund. Men även en så låg hastighet gör det möjligt att få värdefull vetenskaplig information.
Eftersom snävt riktade antenner används för djuprymdkommunikation är det nödvändigt att strikt bibehålla rymdfarkostens orientering mot jorden. För att göra detta är enheterna utrustade med autonoma orienteringssystem, oberoende av radiosignaler. Oftast - orientering av optiska sensorer med smalbandsfilter som reagerar på strålning från solen och ljusa stjärnor ( Canopus , Sirius ). Eftersom bredden på strålen av radiovågor från en apparat även i Saturnus-regionen redan är betydligt större än diametern på jordens omloppsbana, krävs ingen exakt "siktning" mot jorden - det räcker bara att sända en signal i solens riktning.
Den amerikanska automatiska interplanetära stationen Voyager 1 , som sjösattes den 5 september 1977, är det mest avlägsna rymdobjekt som radiokontakt upprätthålls med. Sträckan som han flög i slutet av 2010 är mer än 17 miljarder km [1] [2] . Radiosignalen färdas denna sträcka på mer än 16 timmar. För att ta emot radiosignaler från den används NASA Deep Space Communications Network .
ITU har allokerat flera frekvensband för användning i radiokommunikation med rymdfarkoster, beroende på avståndet (långdistanskommunikation anses konventionellt vara kommunikation med fordon belägna på avstånd av mer än 2 miljoner kilometer från jorden) [3] .
| Beteckning | Deep space (mer än 2 miljoner km från jorden) | Nära rymden (mindre än 2 miljoner km från jorden) | ||
|---|---|---|---|---|
| Från jorden till rymden | Från apparat till jord | Från jorden till rymden | Från apparat till jord | |
| S-band | 2110-2120 | 2290-2300 | 2025-2110 | 2200-2290 |
| X-band | 7145-7190 | 8400-8450 | 7190-7235 | 8450-8500 |
| K-band | * | * | * | 25500-27000 |
| K a -intervall | 34200-34700 | 31800-32300 | * | * |
Symbolen "*" anger kombinationer som inte stöds av NASA Deep Space Network .