NASA ontvangt data via laser op recordafstand van 16 miljoen kilometer van aarde

Ruimtesonde Psyche heeft op 16 miljoen kilometer van de aarde succesvol gegevens verstuurd naar NASA door middel van een nabijinfrarode laser. Dat is veertig keer de afstand van de aarde naar de maan. Het is voor het eerst dat er bij zo'n verre afstand lasercommunicatie gebruikt is.

De Psyche-ruimtesonde is uitgerust met de Deep Space Optical Communications-technologie om lasercommunicatie mogelijk te maken, schrijft CNN. Gedurende de eerste twee jaar van de Psyche-missie moet dit systeem worden getest. Nu is er voor het eerst data ontvangen van het DSOC-systeem, op 16 miljoen kilometer van de aarde.

Een DSOC-fotondetector van NASA (Bron)

Met het lasersysteem moeten tien tot honderd keer zo snel gegevens over en weer gestuurd kunnen worden als met de traditionele radiogolfsystemen van NASA. De gegevens worden als bits gecodeerd in de fotonen die door de laser worden uitgezonden. Zodra deze fotonen de aarde bereiken, worden ze opgevangen door een reeks fotondetectors, waarna de data wordt gedecodeerd.

Omdat het nabijinfraroodlasercommunicatiesysteem de gegevens in strakkere elektromagnetische golven kan verpakken dan de huidige radiofrequentiesystemen, is er veel minder energie vereist dan bij de verstrooiing van radiogolven. Ook is de data zo moeilijker te onderscheppen.

Lasercommunicatie is reeds getest in een lage baan om de aarde en in de buurt van de maan, maar dit is de eerste keer dat er in de diepe ruimte gebruik van wordt gemaakt. Er zitten overigens nog wel enkele uitdagingen vast aan het gebruik van dit systeem. Zo moet de positionering van de laser goed bijgesteld worden om de data succesvol te kunnen versturen. Tijdens de initiële test duurde het 50 seconden om de gegevens te ontvangen, maar op de verste afstand tot de aarde kost het Psyche naar verwachting twintig minuten om de fotonen te versturen. In dat tijdsbestek hebben zowel de ruimtesonde als de aarde zich verplaatst, waardoor de uplink- en downlinklaser zich in real time moeten aanpassen.

Psyche werd in oktober de ruimte in gelanceerd. Het is de bedoeling dat deze ruimtesonde binnen zes jaar de gelijknamige asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter bereikt, op circa 3,6 miljard kilometer afstand van de aarde. Als de DSOC-test succesvol blijkt, verwacht NASA dat deze manier van datacommunicatie in de toekomst gebruikt gaat worden bij bemande missies om te communiceren met zijn grondstations.

De ruimtesonde Psyche. Vooraan is de lasertransceiver met gouden kap te zien. Bron: NASA

Reacties (143)

[DjoeC]

Wat niet in het artikel, de referenties of op de DSOC site staat maar eigenlijk het meest interessante is, is de behaalde snelheid. In alle artikelen die ik gevonden heb gaat het over "x maal sneller", maar niets over snelheid of de "normale" snelheid van de bestaande radiocommunicatie.

Ik zie dat 200Gbps gehaald is via een laserverbinding vanuit een baan om de aarde, maar ja - is dat een goeie referentie? https://www.nasa.gov/cent...-ground-laser-comms-link/

[djwice]

Zouden ze niet "gewoon" het zelfde communicatieprotocol gebruiken als op een glasvezel verbinding? Dat is ook gewoon licht communicatie, als de laser goed gericht is zou je dus - denk ik - gewoon op dezelfde snelheid 5Gbit/s of meer moeten kunnen communiceren. Zolang er geen onderbrekingen (iets wat door de laser "straal" heen vliegt en het licht reflecteert, interfereert of absorbeert) zijn is er denk ik geen extra error correctie nodig bovenop de bestaande.

[Reactie gewijzigd door djwice op 23 juli 2024 00:12]

[DjoeC]

Dat verwacht ik zeker niet. Op de "kortere" afstand kun je eenvoudige dataoverdracht doen, bij de grotere afstand zul je verstoringen gaan krijgen en zal er veel uitgebreidere foutcorrectie op moeten zitten en redundant verzenden. Die foutcorrectie zou wel eens meer bits kunnen bevatten dan de werkelijke data. Ofwel "snelheid" en "werkelijke data overdracht" zullen vrij ver uit elkaar liggen.

Hier http://www.nmvhf.org/SARA_2018_r3.pdf staat een heel stuk in over foutcorrectie etc. Hoewel (in dit geval FT8) niet ontwikkeld is voor deep-space communicatie is de bedenker dit protocol wel uit die wereld afkomstig (Nobel prijs winnaar Joe Taylor).

[Reactie gewijzigd door DjoeC op 23 juli 2024 00:12]

[BadRespawn]

Zouden ze niet "gewoon" het zelfde communicatieprotocol gebruiken als op een glasvezel verbinding? Dat is ook gewoon licht communicatie, als de laser goed gericht is zou je dus - denk ik - gewoon op dezelfde snelheid 5Gbit/s of meer moeten kunnen communiceren.

Een laserbundel waaiert wel degelijk uit, alleen minder dan de zeer richtingsgevoelige radiotelescopen schotelantennes die worden gebruikt voor communicatie met ruimtetuigen.
Dat betekent ook dat de lichtsterkte vd laser per oppervlakte afneemt en dus de signaal-ruis verhouding afneemt naarmate de afstand groter is.
zie https://en.wikipedia.org/wiki/Beam_divergence

[Reactie gewijzigd door BadRespawn op 23 juli 2024 00:12]

[FotoMark]

Dat is wat gecompliceerder. Maximale Informatie snelheid (bits per seconde) is afhankelijk van de bandbreedte en ruis niveau. Bandbreedte bij laser licht zit wel goed en is gelijk, maar ik neem aan dat er wel wat ruis op de link zit. En latency heeft ook invloed op je protocol. Dus ik schat zo in dat het niet een op een overeenkomt met fiber communicatie. En ergens in je protocol moet je ook nog meesturen hoe de straal moet worden bijgestuurd. Eigenlijk best een prestatie om je zaklamp zo goed te richten.

[droofx]

Met een laser heb je natuurlijk een veel smallere lichtbundel dan met een zaklamp, dus het richten is moeilijker. Toch ben ik benieuwd hoe breed de laserbundel wordt na bijvoorbeeld 500 miljoen kilometer. Iemand die dit weet?

[djwice]

Als het een echte laser is, niet breder dan een foton

The data sent back by the DSOC transceiver on Psyche will be collected by the 200-inch (5.1-meter) Hale Telescope at Caltech’s Palomar Observatory in San Diego County, California, using a sensitive superconducting nanowire photon-counting receiver to demonstrate high-rate data transfer.

Bron: https://www.nasa.gov/wp-c...c-fact-sheet-06152023.pdf

In elk geval zo smal dat de ontvanger smaller kon blijven dan een rijtjeshuis. De kans is groot dat de ontvanger met name 508cm is om het richten makkelijker te maken, dus dat de lichtbundel vele malen smaller is.

[Reactie gewijzigd door djwice op 23 juli 2024 00:12]

[RJG-223]

dus dat de lichtbundel vele malen smaller is.

De lichtbundel is vele malen breder. Ook een laserbundel waaiert uit. Zie onder andere de reactie van Bill Otto hier.

Hij berekent voor groen licht met een 4m spiegel/telescoop, in de ruimte, dat je laserlicht kunt focussen in ca. 36 cm op een afstand van 1 km. Op 16M km wordt dat dan dus ruim 5000 km. En dan hebben we in dit geval géén 4m spiegel (maar 22 cm), geen groene laser (maar infrarood), en moet het licht ook nog door de atmosfeer heen. Dus al met al veel meer dan 5000 km (als ik het goed berekend heb).

Ze mogen blij zijn dat ze überhaupt nog wat van die

[djwice]

Ik lees daar ook

1. Diffraction. All lasers are subject to diffraction, even in a vacuum. The spread angle is given by θdiff=2.44λ/D where λ is the wavelength of light, and D is the diameter of the beam.

The laser with the smallest beam divergence by formula (1) above will have the largest initial diameter.

There is one known way to beat it. Make the beam bright enough that it causes self-focusing in the atmosphere by turning the atmosphere into a non-linear lens.

Geen idee of dat hier relevant is. En of er inmiddels ook andere manieren zijn gevonden.

Anders zou de formule iets zij als:
1.1 * 2.44 * 780x10-⁹ * 16x10⁹ / 0.22=
152 km

[Reactie gewijzigd door djwice op 23 juli 2024 00:12]

[Aldy]

Als ik de foto bekijk bij het artikel is de sonde zelf ongeveer 2 à 2,5 meter doorsnede. Om te kunnen communiceren zullen er ook lasersignalen richting sonde gestuurd worden. Ik denk overigens dat de verstrooiing naar de sonde toe groter is dan van de sonde naar de aarde.

[supersnathan94]

Verstrooiing van de aarde naar de sonde mag ook groter zijn omdat je er hier simpel gewoon meer vermogen tegenaan kan gooien om te compenseren.

[Aldy]

Ja, logisch. Het zorgt er wel gelijk voor dat de sonde een minder precieze window hoeft te hebben.

[supersnathan94]

Ja precies. Het is natuurlijk ook echt wel knap dat ze op die afstand de sonde überhaupt kunnen raken gezien de snelheid van dat ding, draaiing van de aarde en lichtsnelheid (die dan ineens best wel traag is)

Andersom is een complete planeet natuurlijk bijna niet te missen, maar ook daar moet je met van alles rekening houden zodat je signaal nog een beetje door alle straling hier verstaanbaar blijft.

[Reactie gewijzigd door supersnathan94 op 23 juli 2024 00:12]

[BadRespawn]

Als het een echte laser is, niet breder dan een foton


[...]

Bron: https://www.nasa.gov/wp-c...c-fact-sheet-06152023.pdf

In elk geval zo smal dat de ontvanger smaller kon blijven dan een rijtjeshuis. De kans is groot dat de ontvanger met name 508cm is om het richten makkelijker te maken, dus dat de lichtbundel vele malen smaller is.

Een laserbundel waaiert wel degelijk uit, alleen minder dan de zeer richtingsgevoelige radiotelescopen die worden gebruikt voor communicatie met ruimtetuigen.
Dat betekent ook dat de lichtsterkte vd laser per oppervlakte afneemt, en het dus ivm de signaalsterkte nut heeft om een grote telescoop te gebruiken bij het ontvangen vd laser.

aanvulling:
Zo super nauwkeurig richten is voor de doe-het-zelver niet weggelegd, maar is routine voor de bollebozen van NASA.

[Reactie gewijzigd door BadRespawn op 23 juli 2024 00:12]

[DjoeC]

En die smalle bundel is meteen waarom laser communicatie zo interessant is: Radiosignalen zijn af te luisteren, laser alleen maar als je in de bundel zit - waar dan de ontvanger gelijk geen ontvagst meer heeft. Het heeft dus ook een sterk militair belang.

[Reactie gewijzigd door DjoeC op 23 juli 2024 00:12]

[djwice]

En met 200Mbit/s hoeft de verbinding maar heel kort te werken om voldoende informatie over te dragen.

Lang terug heb ik samen met iemand een niet mechanische stellende schotel antenne ontworpen die ongeveer 20.000x per seconde van volledige richting kon veranderen tot op 0.02mm nauwkeurigheid in de x-, y- en z-richting (tegen zeer lage kosten en met algemeen verkrijgbaar materiaal).
Het is toen niet gepatenteerd omdat het niet werkte onder 3G druk.

Maar voor dit soort toepassingen moet er toch iemand anders zijn die dat inmiddels ook bedacht heeft...

[Reactie gewijzigd door djwice op 23 juli 2024 00:12]

[Anoniem: 1918002]

20000 keer per seconde volledig van richting veranderen? Op aarde? Hoe groot was die schotelantenne en wat was de bandbreedte van: "volledige richting"? Zoals ik het nu voor me zie, zie ik een schotel antenne van 80cm binnen een seconde 20000x per seconde een afstand afleggen van 50cm? Dat zou dan 20000x0.5/s aan snelheid zijn. Dan heb je het over een uitvinding welke 10000m/s kan bewegen, dat is 36000 kilometer per uur. Werkte dat apparaat op nucleaire energie?

[badillus]

voor een schotel antenne is dat een beetje bijzonder, maar met een phase-array antenne kan je makkelijk 20000 keer per seconde van richting veranderen.

[Anoniem: 1918002]

Oh dat zal vast. Maar wanneer ik lees: "volledig" en schotel antenne, dan zie ik een schotel antenne op een sokkel die van 0graden west naar 0graden oost kan bewegen en dat 20000 x per seconde. Stel dat zo'n schotel pak em beet 50cm is dan heb je best een bijzondere motor en materiaal nodig op aarde om niet direct uit elkaar te klappen.

[Frame164]

En heel veel vermogen om het precies aan te kunnen sturen. Ik heb ooit in een grijs verleden meegewerkt aan het ontwerpen van CD loopwerken. Om de laser aan te sturen zodat je de "groef" op een CD kon volgen was al beel veel vermogen nodig. Bij goedkopere cd spelers werd vaak bezuinigd op de voeding waardoor die minder goed beschadigde cd konden afspelen. En als dat wel goed ging had dat direct invloed op de analoge audio circuits omdat de voeding niet stabiel genoeg was bij snelle aanstuurwijzigingen van de laserkop. Voor een satellietschotel die 20000x per seconde moet bijsturen is dat nog complexer.

[Reactie gewijzigd door Frame164 op 23 juli 2024 00:12]

[Nox]

Dit is tevens de basis van Dishy McFlatface, de schotel welke voor Starlink gebruikt wordt.

[djwice]

De techniek is anders dan bij gewone schotels. Het is gebaseerd op het idee van fresnellenzen, maar dan voor het oppervlak van de schotel. Dat oppervlak kan zichzelf 20.000 keer per seconde zeer nauwkeurig veranderen, er zit niet direct een limiet aan de afmeting.

[Reactie gewijzigd door djwice op 23 juli 2024 00:12]

[badillus]

voor een phase array hoeft er helemaal niets te bewegen. de antenne bestaat uit veel kleine ontvangers en richt zich door een fase verschil in de signaalverwerking op te nemen.

[djwice]

Oh cool, dat gebruikte ik in 2002 tijdens m'n stage ook, een array van 360 microfoons en mijn algoritme koos realtime welke microfoon het bron signaal ontving en welke de echo's.
Dat maakte het mogelijk dat zowel zender als ontvanger konden blijven bewegen.

Het schotel antenne ontwerp is van 4 jaar daarvoor.

[Reactie gewijzigd door djwice op 23 juli 2024 00:12]

[postbus51]

Of een alien die met een discobal de (licht)show steelt

[Bruin Poeper]

Als het een echte laser is, niet breder dan een foton

Dat mag je me wel eens uitleggen

Ik heb weinig verstand van lasers, maar volgens mij is er optiek in vereist die licht heen en weer kaatst tussen 2 platen en het mag er uit door een klein gaatje in het midden. Dat gaat je is vast groter dan een foton.
Er zullen wel meer fotonen tegelijk door zo'n gaatje gaan.

De paralleliteit van die platen zou moet voldoen aan voor mij onvoorstelbaar hoge eisen.
Ik ben zeer benieuwd naar de toegepaste fabricagekunsten.

Dat die laserstraal op 16 miljoen kilometer minder dan 5 meter is uitgewaaierd vind ik op zich verbazingwekkend.
Even verbazingwekkend is dat zender en ontvanger op die afstand en op communicatiemoment precies op elkaar gericht staan. Hoe weten zender en ontvanger zo precies elkaar te vinden???

[djwice]

Mee eens, lijkt me (bijna) onmogelijk.
De baan van de sonde moet heel exact bekend zijn op elke fractie van een seconde.

Wellicht iets als wat hier beschreven wordt https://www.quora.com/How...d-measure-a-single-photon

Iets met quantum dingen.

[Reactie gewijzigd door djwice op 23 juli 2024 00:12]

[beerse]

Over lichtbundels heb ik ooit begrepen dat als je een licht spot zo goed mogelijk concentreert en op de maan richt, dat je op die afstand de hele maan verlicht. Nauwkeuriger kan een lamp praktisch niet geconcentreerd worden. Voor een laser geldt dat ze op de maan het oppervlak van een voetbalveld (zeg 100x100) verlicht.

Toegegeven, dat heb ik jaren geleden eens als vuistregel opgepakt. Wat de techniek ondertussen doet, weet ik niet. Wat wel mee speelt is de route van het licht door de aardse atmosfeer. Dat is de grootste verstrooier. Daarmee zal een laser straal vanuit de ruimte naar de aarde mogelijk met grotere afstand niet veel meer verstrooien omdat de bundel het grootste deel van de route mooi parallel loopt. Maar de straal van de aarde de ruimte in vanaf de atmosfeer meer kegelvormig is en dus steeds zwakker/breder.

[Reactie gewijzigd door beerse op 23 juli 2024 00:12]

[memphis]

Een hogere bitrate klinkt heel leuk maar over grotere afstanden heeft ook licht tijd nodig om bij de ontvanger aan te komen. Een pakketje in een paar tellen of een paar minuten, als er een half uur voor nodig is om van bron bij ontvanger te komen is het een relatieve vraag of het sneller is.....

[RJG-223]

Een hogere bitrate klinkt heel leuk maar over grotere afstanden heeft ook licht tijd nodig om bij de ontvanger aan te komen. Een pakketje in een paar tellen of een paar minuten, als er een half uur voor nodig is om van bron bij ontvanger te komen is het een relatieve vraag of het sneller is.....

Het maakt niet uit hoe lang het pakketje erover doet. Al doet het er een jaar over, dan kun je nog steeds meer data per seconde versturen. Het duurt alleen veel langer voordat de eerste data aankomt.

[Anoniem: 718943]

Nou, ik vind de snelheid niet zo interessant. Ik verbaas me het meest over het feit dat ze op die afstand het ontvangstsysteem weten te raken. Volgens mij schiet je op zo'n afstand met een graad afwijking al volledig langs de aarde, laat staan dat je dan een sensor node weet te raken.

Als je er eenmaal recht voor staat geloof ik wel dat je wat Mbitjes op gang weet te krijgen.

[RJG-223]

Wat niet in het artikel, de referenties of op de DSOC site staat maar eigenlijk het meest interessante is, is de behaalde snelheid

Dat zou inderdaad wel interessant zijn, maar niet zó interessant als je denkt. De maximale snelheid is heel erg afhankelijk van de afstand, en een bitrate die snel is op 16 miljoen kilometer, is langzaam op 1 miljoen kilometer. Dus het exacte getal is wel leuk, maar betekent alleen iets als je het kunt vergelijken met een ander getal. En dat is wat ze hier doen: 10 keer meer dan tot nu toe gebruikelijk voor deze afstand.

Overigens klopt de informatie niet helemaal met wat NASA (vermoedelijk oorspronkelijke bron...) hierover schrijft. Die heeft het er slechts over dat ze nu voor het eerst op deze nieuwe manier met dit ruimtevaartuig gecommuniceerd hebben. Ze moeten alles nog veel nauwkeuriger afstellen voordat ze echt grotere hoeveelheden data kunnen versturen. Ga er dus maar vanuit dat de bitrate op dit moment nogal laag is, en onbetrouwbaar. Het duurt waarschijnlijk nog wel even voordat ze de beoogde snelheid van 10-100 keer normaal kunnen bereiken...

[Coolstart]

Het is eigenlijk heel gelijkaardig aan de aan glasvezelcommunicatie. Je vebruikt veel minder energie en je kan veel sneller data verplaatsen in vergelijking met radiogolven.

[MrMonkE]

En dan zijn de enorme radio telescopen in de toekomst niet meer nodig met deze techniek.
Letterlijk met de maximale snelheid. Lichtsnelheid in een vacuüm in principe.
Misschien zat ze een systeem met Quantum Entanglement weten te maken ooit. Ping: 0ms

[DvanRaai89]

Jawel? Radiotelescopen worden gebruikt om singalen man niet-menselijke orgiene op te vangen om zo meer over het universum te weten te komen, niet echt communicatie.
En door middel van kwantumverstrengeling kan geen data verzonden worden, dus die vlieger gaat ook niet op.

[Reactie gewijzigd door DvanRaai89 op 23 juli 2024 00:12]

[MrMonkE]

Ja, ik wilde eigenlijk zeggen dat ze dan meer hun core business konden gaan doen maar ik wist niet zeker of er dedicated telescopen zijn puur voor bv de Voyagers.

[J2S]

NASA maakt voor hun Deep Space Network gebruik van grote radiotelescopen in Goldstone in America, Madrid in Spanje en Canberra in Australië.

[DvanRaai89]

Ja, mij ging het ook meer om:

En dan zijn de enorme radio telescopen in de toekomst niet meer nodig met deze techniek.

Oke, je kunt licht gebruiken om te communiceren, wat heeft dat te maken met d.v.m. enorme radiotelescopen EM-straling vanuit het heelal op te vangen? Dat was meer waar ik op doelde.

[D-Raven]

Dat laatste is niet helemaal waar. Er zijn ondertussen diverse theorieen hoe men dit kan doen. En het is enige tijd geleden al eens gelukt.
https://phys.org/news/201...quantum-entanglement.html

[DvanRaai89]

Maar instantane communicatie kun je wel uit je bol zetten, informatie kan immers niet sneller dan de lichtsnelheid in een vacuüm overdragen worden.

[BlueHulk]

Nou, dat kan het wel.

https://www.deingenieur.n...van-deeltjes-bestaat-echt

Al weten ze nog niet hoe het werkt.

[Ryen]

Letterlijk met de maximale snelheid. Lichtsnelheid in een vacuüm in principe.

Ik denk dat hier niet zozeer de snelheid waarmee de golven zich verplaatsen wordt bedoeld. Licht en radiogolven gaan even snel door vacuum.

Maar de bandbreedte van de lasercommunicatie is wel groter.

[MrMonkE]

oef. Wat een fout van mij.

[jvdberg]

Quantum entanglement (verstrengeling in goed Nederlands) maakt geen communicatie sneller dan het licht mogelijk, dus nee een ping van 0 ga je niet halen.

Je kan wel andere leuke dingen doen met kwantummechanica, zoals superdense coding (2 bits versturen met 1 qubit) en quantum key distribution, maar instant communicatie is helaas geen optie

[Nattekat]

Quantum entanglement kan niet gebruikt worden om informatie uit te wisselen, daarvoor is er nog steeds een transmissiekanaal nodig. Zo ver we weten zijn er maar twee manieren om informatie te versturen: ruimtetijd en elektromagnetisme, en beiden zijn gebonden aan de snelheid van het licht. Als je één van de twee eindpunten van die entanglement zou beïnvloeden, hef je ook de entanglement zelf op.

[Prince]

Er van uit gaande dat we communicatie over Quantum entanglement ooit echt stabiel werkende krijgen (want ik meende me te herinneren dat het onmogelijk was, maar lees hieronder dat er toch al successen geboekt zijn), zal hier wel nog wel een leuk addertje onder het gras aan vast zitten.

Indien jij met de snelheid van het licht weg gaat van de aarde en dan terugkomt -ook met de snelheid van het licht-, dan is er voor jou minder tijd voorbij dan voor de mensen die achter bleven.
Wat zou er dan gebeuren als je aan het communiceren bent tegelijk. Sowieso een latency voor 1 van de partijen in de heen- OF terugvlucht? Maar wat in de andere richting? een negatieve ping? 0 ms voor de ene, meer voor de andere? Wellicht zal dit dan 0 ms zijn, maar juist een veel lagere of juist hogere frequentie? (100mbps zal dan voor de andere ervaren worden als bvb 10kbps)

Over lange afstanden heen zullen we dus veel meer rekening moeten houden met een fluctuerende bitrate lijkt me?

Weet iemand of hier meer over? Lijkt me wel interessant om over na de denken...

[Cyn]

Waarschijnlijk Ping: 0.0001ms

[Nox]

Houdt er rekening mee dat licht in glas veel langzamer gaat. Radiogolven gaan met snelheid van licht door een vacuum, in de ruimte is lasercommunicatie zo snel als het licht, maar op aarde vaak niet, zeker als het via een medium als glas gaat. En dat kan op een paar honder kilometer milisecondes schelen - wat soms als vervelende vertraging is.

[Chrono Trigger]

3,6 miljard kilometer van de aarde. Zoals gezegd zit die gordel tussen Mars en Jupiter waarbij Jupiter een afstand van uit mn hoofd ca. 770 mln kilometer afstand tot de zon heeft waarmee de maximale afstand tussen de Aarde en die gordel 920 miljoen kilometer is maar eerder zelfs rond de 500-600. Kan iemand me uitleggen waar die 3,6 miljard km vandaan komt? Factor vier verschil is nogal wat bij het doorontwikkelen van een techniek waarbij elke kilometer extra complexiteit meebrengt om betrouwbaar data te kunnen leveren. Denk o.a. aan kosmische straling en magnetische velden en andere bronnen van interferentie.

[Reactie gewijzigd door Chrono Trigger op 23 juli 2024 00:12]

[djwice]

3,6 miljard kilometer van de aarde. Kan iemand me uitleggen waar die 3,6 miljard km vandaan komt?

Bron artikel:

Psyche is currently en route to catch humanity’s first glimpse of a metal asteroid between the orbits of Mars and Jupiter. The spacecraft will spend the next six years traveling about 2.2 billion miles (3.6 billion kilometers) to reach its namesake, located in the outer part of the main asteroid belt.

[Reactie gewijzigd door djwice op 23 juli 2024 00:12]

[Chrono Trigger]

Dan is de vertaling van tweakers ronduit slecht. Ze hebben het daar over een travel distance van een schip naar dat punt in zes jaar wat compleet anders is dan de afstand tussen punt A en B. Als we deze techniek gaan inzetten mag ik hopen dat die laser niet net als dat schip meerdere banen rond de zon gaat afleggen maar hemelsbreed reist.

[djwice]

Het is schat ik wel een van A(aarde) naar (outer)B(elt), zie https://en.m.wikipedia.or...esonance%20with%20Jupiter.
Dus goed verwoord in het artikel. En om het nu een schip te noemen, laten we het een ruimtesonde noemen, zie foto https://nl.m.wikipedia.org/wiki/Psyche_(ruimtesonde) en de techniek wordt dus al ingezet. Kunnen we straks live videostreams van de sonde zien in 8k op YouTube, Netflix, HBO en Disney+ , of natuurlijk alleen exclusief op Discovery 😉

[Reactie gewijzigd door djwice op 23 juli 2024 00:12]

[BadRespawn]

De baan van 16 Psyche varieert tussen de 500 en 380 miljoen km van de zon. Dus de 3.6 miljard km die het artikel noemt klopt echt niet. https://en.wikipedia.org/wiki/16_Psyche

Het ruimtetuig maakt op weg naar de astroide bijna 2 rondjes rond de zon grotendeels buiten de baan van Mars, dus 3.6 miljard km totaal afgelegde afstand kan wel kloppen. https://en.wikipedia.org/wiki/Psyche_(spacecraft)

[Reactie gewijzigd door BadRespawn op 23 juli 2024 00:12]

[droofx]

Je hebt gelijk, jupiter is maar 628 miljoen kilometer ver, na even snel google te hebben gebruikt. Blijkbaar heeft de schrijver er hier ook weer naast, tijd dat tweakers.net artikelen laat nakijken door een tweede persoon

Update: ik zie nu ook dat de schrijver zegt dat de laser protonen ipv fotonen verstuurt

[Reactie gewijzigd door droofx op 23 juli 2024 00:12]

[ASS-Ware]

Je hebt gelijk, jupiter is maar 628 miljoen kilometer ver, na even snel google te hebben gebruikt.

Daarvoor was dat ook al zo hoor.

[pa2ra]

Aangezien fotonen elementaire deeltjes zijn (quantummechanica), klopt deze zin in het artikel niet

"De gegevens worden als bits gecodeerd in de fotonen die door de laser worden uitgezonden"

Je kunt _in_ een elementair deeltje niks coderen. Immers: anders zou een foton uit kleinere onderdelen moeten bestaan. En ik heb niet gelezen dat men met superposities van fotonen werkte. Dat zou pas baanbrekend artikel geweest zijn.

Je kunt wel _met_ fotonen een boodschap coderen.

[Exirion]

In principe is de formulering ambigu. Je kunt het interpreteren als encoderen per foton, maar ook de verzameling verzonden fotonen als geheel. In die zin verschilt het niet van de toepassingen van modulatie op een electronenstroom. Je kunt amplitudemodulatie, frequentiemodulatie, fasemodulatie en bij licht ook nog polarisatiemodulatie toepassen. Je encodeert dan niet in de elementaire deeltjes of energiequanta, maar wel in (het gedrag van) de stroom als geheel.

[Reactie gewijzigd door Exirion op 23 juli 2024 00:12]

[The Third Man]

Je kan dit soort zaken het handigst melden via de Feedback link bovenin en dan in het spel/tikfouten topic.

[DefaultError]

Als je dit kunt bedenken dan is het hoogstwaarschijnlijk al een onderdeel van deze missie. Met wie zou je deze discussie (quantummechanica en coderen) dan willen voeren?

Nabij Mars en Jupiter is een data-verbinding met 20 minuten ‘latency’ dus mogelijk.

[pa2ra]

Jij snapt niet dat "coderen in" en "coderen met" een verschil is dat waarschijnlijk niks met de missie, maar meer met de verwoording door de Tweakers-journalist te maken heeft? En dat we hier op Tweakers graag nauwkeurig zijn?

[DefaultError]

Precies de spijker op z’n kop, knap van je. Dat is wel een sneller dan het licht aanname. Een OSI layer met laser licht.

Ik zal beter opletten….

[koelpasta]

Fotonen hebben eigenschappen die gemoduleert kunnen worden, ondanks dat het elementaire deeltjes betreft.
Als ze de frequentie of polarisatie van de laser moduleren dan kan je best spreken van 'in'.
Als ze b.v. gepulsde laser gebruiken dan zit de information op een hoger nivo (geen enkele individuele foton draagt dan de informatie) en dan zou je gelijk hebben.
Het kan dus allebei en zolang we niet weten hoe ze de laser moduleren weten we niet of het 'in' is of 'met'.

[pa2ra]

Het ging hier niet over modulatievormen, maar 'coderen in'. Dus dat betekent 'een code in een foton inbrengen'. En dat kan niet.

[koelpasta]

Je codeert iets in een medium (zoals licht of stroom) door de informatie op dat medium te moduleren. Bij gegevensoverdracht is er altijd een vorm van moduleren. En dat kan prima in een foton.
Als ik bepaal dat een foton met een hoek van 30 graden een 1 voorstelt en een foton met een hoek van 210 graden een 0 dan is een foton opeens een drager van 'mijn' code. Ik kan nu de foton moduleren met de door mij gewenste informatie. Ik heb dan informatie in de foton gecodeert.

[pa2ra]

nee, dan heb je de informatie MET een foton gecodeerd, wat logisch is want een foton is net zoiets als een electron een veldscheppend deeltje (bijv. een electromagnetisch veld). Via dat veld zend je signalen, die je moduleert met/op de drager, in dit geval het foton. Dus niet IN een foton. Dat kan ook helemaal niet, want volgens de huidige stand van de quantummechanica is een foton een van de elementaire deeltjes, dus kleiner kan niet. Als je IN een foton wilt coderen, zul je het foton moeten 'openen' en IN het foton kleinere deeltjes een andere waarde moeten geven, om zo je boodschap IN het foton te coderen.

Hier gaat het om een reeks aan fotonen die gezamenlijk de boodschap bevatten; de boodschap is met/op fotonen gecodeerd.

[koelpasta]

Via dat veld zend je signalen, die je moduleert met/op de drager, in dit geval het foton. Dus niet IN een foton.

Met 'in een foton' bedoel ik 'met/op een eigenschap van een foton'.
Een foton is dan wel elementair, het heeft verschillende eigenschappen die gemoduleerd kunnen worden, met name frequentie en polarisatie.
Nogmaals, als ik onderscheid maak tussen verschillende polarisaties van fotonen en ik gebruik dat om er informatie mee te coderen, dan zit de informatie wat mij betreft letterlijk 'in' de foton. Waar vind jij dat de informatie gecodeert zit in dit geval?

[Erwin1985]

Dat klinkt indrukwekkend, en dat is het ook want ik bouw zo'n laser niet, maar de afstand naar Mars is 401 miljoen kilometer. Dus het is onze "achtertuin". Niettemin een indrukwekkend wapenfeit.

[Reactie gewijzigd door Erwin1985 op 23 juli 2024 00:12]

[tweakerbee]

De maximale afstand naar Mars is 400 miljoen km. Theoretisch kan die afstand ook circa 55 miljoen km zijn, wanneer de Aarde en Mars het dichtst bij elkaar staan. Gemiddelde afstand is circa 225 miljoen km.

[Jan Onderwater]

Is bekend hoeveel "kleuren" als in golflengtes men gebruikte? Bandbreedte van 1 kleur kan je verdubbelen met polarisatie, en meer kleuren, is meer data.

[amenmalek]

Even op de filosofische toer: welbeschouwd vind ik dit soort berichten over de ruimte altijd megainteressant en écht baanbrekend, opvallend nieuws... Dit is feitelijk pure sciencefiction dat werkelijkheid wordt. Erg interessant om te lezen en een 'prime example' waar 'we' (ze) als mensheid toe in staat zijn... Verleggen van grenzen. De mensheid naar de kosmos.

[koelpasta]

De mensheid naar de kosmos.

Ik kan je vertellen dat die laserverbinding geen ene moer gaat doen voor 'de mensheid naar de kosmos'.
Wij mensen gaan de komende paar honderd jaar (of zolang we de natuurwetten niet fundamenteel kunnen breken) niet eens in de buurt van de eerstvolgende ster komen. En dat is echt een belachelijk kleine afstand in 'de kosmos'.

Verder is er werkelijk geen enkele reden om als mens naar andere planeten te reizen (zelfs in ons zonnestelsel) behalve om te laten zien dat je de grootste penis hebt.
'De mens' is naar de maan gegaan omdat de VS tegenover de USSR wou laten zien dat zij de grootste hebben. Daarna stond het niet meer op de agenda tot kort geleden.
Het was een tijdje rustig maar nu moeten er weer spierballen worden getoond en opeens zijn er allerlei zinloze ruimteprogrammas opgetuigd om mensen naar de maan en mars te brengen.

Ik kan je ook vertellen dat hoe erg we het ook maken op de aarde dat dit altijd verreweg de beste plek is voor een mens om te wonen. Maar goed, als jij dan zo graag op een planeet zonder een adembare atmosfeer en gebrekkige zwaartekracht wilt wonen en gefarmde bacterienslurrie wilt eten, be my guest.

[multikoe]

We hebben heel veel bereikt door simpelweg onze grenzen te verleggen en onze portemonnee te willen vullen en soms uitsluitend door nieuwsgierig te zijn. De race naar de maan was inderdaad politiek ingegeven, maar het was tegelijkertijd één van de grootste technologische prestaties sinds de piramides (over onzinnig gesproken).

De mens is geworden wat hij nu is door grenzen te verleggen, onmogelijke dromen na te streven en te kijken wie de grootste piemel heeft. Dat zijn ook meteen de dingen die ons leven leuk, interessant en de moeite waard maken. En er zijn genoeg mensen die daar erg veel voor over hebben. Ik zou voor de grap maar eens wat verslagen lezen van poolreizigers als Amundsen en Scott. En je afvragen waarom ze steeds weer teruggingen.

[hooibergje]

Fascinerend dat de lichtsnelheid die voor vrijwel alle aardse praktische toepassingen als oneindig beschouwd kan worden hier dan toch een beperkende factor kan worden.

Op zich zijn radiogolven natuurlijk ook fotonen, dus de signalen de sonde naar Pluto zijn ook door middel van licht verzonden, maar dat licht is op een andere manier gegenereerd dan door middel van een laser. Wat dat betreft zeker een unicum.

[Finraziel]

Tijdens de initiële test duurde het 50 seconden om de gegevens te ontvangen, maar op de verste afstand tot de aarde kost het Psyche naar verwachting twintig minuten om de fotonen te versturen. In dat tijdsbestek hebben zowel de ruimtesonde als de aarde zich verplaatst, waardoor de uplink- en downlinklaser zich in real-time moeten aanpassen.

Eh... Nee.
Het kost dan twintig minuten voor het signaal om de aarde te bereiken. Dat heeft niks te maken met hoe lang de sonde aan het verzenden is, dat hangt puur af van de transmissiesnelheid en de hoeveelheid data. Dat heeft dus ook niks te maken met of de lasers in real-time bijgesteld moeten worden...

[multikoe]

Het artikel is op een aantal punten nogal verwarrend... "Fotonen versturen" is een wel erg bijzondere omschrijving van het proces. Het klopt, maar ook koplampen van auto's versturen fotonen....

Jouw verklaring voor die vertraging is de meest logische maar de tekst zou ook letterlijk genomen kunnen worden. Hoe groter de afstand, hoe zwakker het signaal en (misschien) hoe lager de transmissie-snelheid om de signal-to-noise-ratio hoog genoeg te houden.

[koelpasta]

Eh... Nee.
Het kost dan twintig minuten voor het signaal om de aarde te bereiken.

Eeh... Nee.
Als je uitrekent hoe lang licht doet over 16.000.000km dan kom je uit op ong. 53 seconden.
Die 20 minuten komt dus niet direct door de afstand.
Blijkbaar waren er meer pogingen nodig of was de datarate enorm traag en dus moest er bijgesteld worden.

[Finraziel]

16 miljoen km is wat ze NU gedaan hebben, het ding gaat nog véél verder en dat is wanneer het 20 minuten gaat kosten. De 53 seconden die jij noemt komt dan ook aardig overeen met de 50 seconden die in het artikel genoemd is. Je hebt zelf niet goed gelezen dus.

[koelpasta]

Je hebt denk ik gelijk.
Ik zie ook wat tweakers heeft gedaan. Die hebben er een eigen slinger aan gegeven.
Het oorspronkelijke artiekel merkt alleen op dat de aarde zich in de tijd tussen nu en aankomst zal verplaatsen. Meer niet. De zinssnede "waardoor de uplink- en downlinklaser zich in real-time moeten aanpassen." lijkt helemaal verzonnen door de tweakers redacteur en slaat niet op informatie in het artiekel.

[bewerkers]

Ter referentie: de afstand tussen de aarde en de zon is 147,65 milljoen kilometer. 16 miljoen kilometer is dus iets meer dan 10% van de afstand van de aarde tot de zon. De afstand tussen de aarde en de maan is veel kleiner met 384.400 kilometer.