Dybrumskommunikation er en form for radiokommunikation med rumfartøjer placeret i betydelig afstand fra Jorden. Deep space-kommunikation kompliceres af betydelig dæmpning af signalet på grund af spredning i rummet, Doppler-frekvensforskydning samt betydelige forsinkelser forårsaget af radiobølgernes endelige hastighed (se lysets hastighed ).
Transmission af et signal til et rumfartøj er forbundet med færre vanskeligheder, da kraften af signalet, der transmitteres fra Jorden, er praktisk talt ubegrænset, der er ingen menneskeskabt elektromagnetisk interferens i det dybe rum, og den naturlige baggrund for radioemission er meget svag, som gør det muligt at udstyre rumfartøjer med ultra-højfølsomme modtagere.
Et stort problem er transmissionen af signaler fra rumfartøjet til Jorden, da energikapaciteten af det indbyggede udstyr i bedste fald er begrænset til hundredvis af watt, og i zonen med modtageantenner på jorden er niveauet af menneske- lavet elektromagnetisk interferens er høj, hvilket ikke tillader at øge modtagernes følsomhed. Dette problem er delvist løst ved brug af snævert rettede parabolantenner og korrelationsanalyse af det modtagne signal på højhastighedscomputere. Faktum er, at sandsynligheden for den hændelse, at to antenner af ultrakortbølgeområdet, fjerntliggende i afstande på flere tusinde kilometer, vil modtage det samme signal af terrestrisk oprindelse, er ekstremt lille, da ultrakorte bølger kun forplanter sig i linjen af- synszone. Samtidig vil signalet fra rumfartøjet virke på begge antenner på samme måde. Således vil resultatet af foldningen af signaler modtaget af to antenner være nøjagtigt signalet fra rumfartøjet (eller universets radioemission, som er svagere og har en usammenhængende karakter).
Det er hensigtsmæssigt at bruge relæsatellitter til dybrumskommunikation. De er placeret ret langt fra Jorden og er praktisk talt ikke udsat for menneskeskabt interferens. Derudover bliver signalet fra et fjernt rumfartøj ikke dæmpet af Jordens atmosfære.
Ikke desto mindre, på trods af de foranstaltninger, der er truffet og de enorme omkostninger ved deres implementering, er hastigheden for at modtage data fra fjerntliggende rumfartøjer meget lav - et par til titusinder af kilobits i sekundet. Men selv en så lav hastighed gør det muligt at opnå værdifuld videnskabelig information.
Da snævert rettede antenner bruges til dyb rumkommunikation, er det nødvendigt strengt at opretholde rumfartøjets orientering mod Jorden. For at gøre dette er enhederne udstyret med autonome orienteringssystemer, uafhængigt af radiosignaler. Oftest - orientering ved optiske sensorer med smalbåndsfiltre, der reagerer på stråling fra Solen og klare stjerner ( Canopus , Sirius ). Da bredden af strålen af radiobølger fra et apparat selv i Saturn-regionen allerede er betydeligt større end diameteren af jordens bane, er præcis "sigtning" mod Jorden ikke nødvendig - det er nok bare at transmittere et signal i solens retning.
Den amerikanske automatiske interplanetariske station Voyager 1 , der blev opsendt den 5. september 1977, er det fjerneste rumobjekt, som radiokontakt opretholdes med. Den distance han fløj i slutningen af 2010 er mere end 17 milliarder km [1] [2] . Radiosignalet tilbagelægger denne afstand på mere end 16 timer. Til at modtage radiosignaler fra det bruges NASA Deep Space Communications Network .
ITU har allokeret adskillige frekvensbånd til brug i radiokommunikation med rumfartøjer, afhængigt af afstanden (langdistancekommunikation anses konventionelt for at være kommunikation med køretøjer placeret i afstande på mere end 2 millioner kilometer fra Jorden) [3] .
| Betegnelse | Det dybe rum (mere end 2 millioner km fra Jorden) | Nær rummet (mindre end 2 millioner km fra Jorden) | ||
|---|---|---|---|---|
| Fra Jorden til rummet | Fra apparat til jord | Fra Jorden til rummet | Fra apparat til jord | |
| S-bånd | 2110-2120 | 2290-2300 | 2025-2110 | 2200-2290 |
| X-bånd | 7145-7190 | 8400-8450 | 7190-7235 | 8450-8500 |
| K-bånd | * | * | * | 25500-27000 |
| K a -rækkevidde | 34200-34700 | 31800-32300 | * | * |
Symbolet "*" angiver kombinationer, der ikke understøttes af NASA Deep Space Network .