science >> Wetenschap >  >> Astronomie

10 beste ideeën voor interplanetaire communicatie

Hoe konden mensen op aarde communiceren met mensen op Mars - of zelfs Jupiter? Bekijk meer foto's van ruimteverkenning. Albert Klein/Oxford Scientific/Getty Images

Hier op aarde, we zijn eraan gewend geraakt om een ​​smartphone te pakken en te kunnen praten, tekst of stuur en ontvang foto's en video van vrijwel overal op het aardoppervlak. Bovendien, we zijn in toenemende mate afhankelijk van het aanboren van de uitgestrekte, ontluikende hoeveelheid informatie op internet om ons te begeleiden, of we nu wetenschappelijk onderzoek willen doen of de snelste route naar een afspraak zoeken.

Maar het soort onmiddellijke toegang en bandbreedte waaraan we gewend zijn, bestaat nog niet in de ruimte. De enorme afstanden van de ruimte, voor een, enorme vertragingen creëren voor elektronische communicatie, en de signalen moeten van het oppervlak van een andere planeet terug naar de aarde komen door een handschoen van ruimtestraling die hun helderheid verslechtert. Om het nog moeilijker te maken, de planeten zelf zijn continu in beweging, en ze kunnen in posities komen waar hun massa - of die van de zon - een signaal kan blokkeren.

Als je je voorstelt dat je een astronaut bent die gestuurd is om een ​​kolonie op Mars te stichten, waarvan de afstand tot de aarde varieert tussen 35 miljoen en 140 miljoen mijl (56 en 226 miljoen kilometer), die belemmeringen voor communicatie kunnen een ontmoedigend probleem zijn [bron:Space.com]. Als je probeert te praten of een sms stuurt naar de missiecontrole op aarde met behulp van de huidige technologie, er is een vertraging van drie tot 21 minuten. Dat kan een gesprek behoorlijk moeilijk maken. En stel je voor dat je iets heel ongelooflijks ziet, en wil het ze laten zien. U kunt misschien moeizaam een ​​stilstaande foto verzenden, maar vergeet het streamen van een live videobeeld vanaf het oppervlak van Mars; NASA geeft toe dat dit niet mogelijk is met het niveau van gadgets dat we nu hebben [bron:NASA]. En zelfs met een recente upgrade, robotrovers op Mars hebben slechts een gegevensoverdrachtsnelheid van slechts ongeveer 256 kilobits per seconde kunnen bereiken [bron:Bridges]. Dat zou snel zijn op aarde - dat wil zeggen, midden jaren negentig aarde, toen mensen nog inbelverbindingen gebruikten. Het uitvoeren van cloud-apps of het doorlezen van Google's hoge-resolutiekaarten van Mars voor een routebeschrijving zou vrijwel uitgesloten zijn.

De moeilijkheden zouden verbijsterend worden vergroot als je voorbij Pluto waagde, en durfde te proberen een aardachtige planeet in een naburig zonnestelsel te bereiken. Dat is waarom wetenschappers al tientallen jaren hun hersens kraken, manieren proberen te bedenken om iemand te bereiken en aan te raken, zoals de oude advertenties van de telefoonmaatschappij het uitdrukten, over de ontzagwekkende uitgestrektheid van de kosmos. Hier zijn 10 van de ideeën die ze in de loop der jaren hebben bedacht.

Inhoud
  1. Creëer een interplanetair netwerk van communicatiesatellieten
  2. Overschakelen van radiosignalen naar lasers
  3. Sondes en rovers patchen in een interplanetair communicatienetwerk
  4. Een internet dat werkt in de ruimte
  5. Satellieten en relaisstations bouwen voor andere planeten
  6. Laat een broodkruimelspoor van relais achter
  7. Stel een reeks gigantische antennes in om berichten te ontvangen
  8. Gebruik de zon als signaalversterker
  9. Supergevoelige elektronische oren voor extreem zwakke signalen vanuit de ruimte
  10. Sneller-dan-licht neutrinofoons

10:Creëer een interplanetair netwerk van communicatiesatellieten

Sciencefictionauteur Arthur C. Clarke in 2003. Luis Enrique Ascui/Getty Images

Het idee om een ​​satellietnetwerk te bouwen dat bijna de hele lengte van het zonnestelsel van 3,7 miljard mijl (6 miljard kilometer) van Mercurius tot Pluto beslaat, klinkt een beetje verbijsterend. Maar, in 1945, toen de Britse wetenschapper en sciencefictionschrijver Arthur C. Clarke een tijdschriftartikel schreef waarin hij een wereldwijd communicatienetwerk van orbitale satellieten voorstelde, dat leek waarschijnlijk nogal vreemd, te. Hoe dan ook, vandaag, we hebben overal satellieten, die het mogelijk maken om vrijwel overal ter wereld te bellen of een sms of e-mail te sturen [bron:USAF Air University]. En eigenlijk, visionairs droomden van een interplanetaire versie van Clarke's wereldwijde communicatienetwerk nog voordat de eerste aardse telecomsatellieten in een baan om de aarde werden geschoten.

In 1959, ruimtewetenschappers George E. Mueller en John E. Taber gaven een presentatie op een elektronicabeurs in San Francisco, getiteld "Een interplanetair communicatiesysteem, " die beschreef hoe digitale transmissies over lange afstand in de ruimte konden worden opgezet, via radiogolven [bron:Mueller en Taber]. Veertig jaar later, twee wetenschappers, Stevan Davidovich en Joel Whittington, schetste een uitgebreid systeem, waarin drie satellieten in een polaire baan rond de zon zouden worden geplaatst, en anderen in geosynchrone of polaire banen rond de verschillende planeten.

De satellieten zouden dan worden gekoppeld aan een netwerk dat radioberichten van bemande ruimteschepen of robotsondes zou kunnen opvangen, en stuur ze vervolgens omhoog of omlaag van de ene planeet of de andere totdat ze de aarde bereikten [bron:Davidovich en Whittington]. Tot dusver, Hoewel, er is geen beweging geweest om zo'n systeem te bouwen, misschien vanwege de kosten om meerdere satellieten in een baan rond verre hemellichamen te plaatsen, zal dit waarschijnlijk enorm zijn.

9:Overschakelen van radiosignalen naar lasers

Het gebruik van radiogolven beperkt de snelheid van gegevensoverdracht. Grove Pashley/Fotograaf's Choice/Getty Images

Zoals we in de inleiding al zeiden, datatransmissies in de ruimte zitten momenteel vast aan snelheden die veel langzamer zijn dan het breedbandinternet dat we op aarde gewend zijn. De reden -- zonder al te ingewikkelde wiskunde -- is dat vanwege de relatieve frequenties waarin radiogolven werken, ze zijn beperkt in de hoeveelheid gegevens die ze aankunnen. (Misschien heb je dit effect opgemerkt als je een draadloze internetrouter thuis of op kantoor hebt - het is gewoon niet zo snel of betrouwbaar als een bekabelde verbinding.)

In tegenstelling tot, de geconcentreerde energie van een laserlicht, die een kortere frequentie heeft, kan veel meer data aan. Aanvullend, omdat lasers zich niet zo veel verspreiden als radio-uitzendingen, ze hebben minder stroom nodig om gegevens te verzenden [bron:Ruag.com]. Daarom werkt NASA aan het Deep Space Optical Communications Project, die zou overschakelen op het gebruik van lasers in plaats van radiozenders en -ontvangers. Dat zou de hoeveelheid gegevens die wordt verzonden met 10 tot 100 keer zo hoog zijn als de modernste radio-installaties kunnen doen, wat interplanetair internet ongeveer net zo snel zou maken als een typische breedbandverbinding op aarde [bron:NASA]. Maar lasercommunicatie aan het werk krijgen in de ruimte is geen makkie. NASA heeft kleinschalige, demonstraties met lage gegevenssnelheid van lasergegevensoverdracht in de ruimte, en het werkt aan de ontwikkeling van een systeem voor lasercommunicatie dat uiteindelijk zal worden getest op een satelliet in een baan om de maan [bron:NASA]. Eventueel, laserdatatransmissie kan het mogelijk maken om high-definition, live video van Mars [bron:Klotz].

8:Sondes en Rovers patchen in een interplanetair communicatienetwerk

Een samengestelde afbeelding toont NASA's Curiosity Mars-rover met zijn robotarm voor het eerst uitgestrekt op Mars, 20 augustus 2012. Zou er een tijd kunnen zijn dat elk ruimteobject met elkaar communiceert in plaats van alleen met op aarde gebaseerde stations? NASA/JPL-Caltech/Getty Images

Eerder, we noemden het idee om een ​​enorm netwerk van speciale communicatiesatellieten te bouwen die zich over het zonnestelsel uitstrekken, wat een enorme onderneming zou zijn. Maar misschien is er een kleinere goedkopere en meer incrementele manier om een ​​dergelijk netwerk samen te stellen. Tot nu toe, telkens als we ruimtevaartuigen en satellieten de ruimte in hebben gestuurd, ze hebben meestal rechtstreeks met aardstations gecommuniceerd en software en apparatuur gebruikt die speciaal voor die specifieke missie zijn ontworpen (en daarna vaak worden weggegooid).

Maar wat als wetenschappers en ingenieurs elk vaartuig of object dat in de ruimte werd gelanceerd, uitrusten - van ruimtestations, orbitale telescopen, sondes in een baan rond Mars of andere planeten, en zelfs robotrovers die buitenaardse landschappen verkenden -- zodat ze allemaal met elkaar konden communiceren en konden dienen als knooppunten van een uitgestrekt interplanetair netwerk? Als je op zoek bent naar een metafoor op aarde, stel je voor hoe je laptop, tablet, smartphone, spelcomputer, webcam en home entertainment center kunnen allemaal op uw draadloze internetrouter worden aangesloten en inhoud met elkaar delen.

Naast het doorgeven van informatie, ideaal, zo'n interplanetair netwerk kan aansluiten op het internet op aarde, zodat wetenschappers verbinding kunnen maken met orbitale satellieten of rovers en kijken wat ze zien, op dezelfde manier die nu naar de website van NASA zou kunnen gaan.

"Het netwerk dat NASA binnenkort zal bouwen, zou heel goed het netwerk kunnen zijn waarover wetenschappers verrassende details van de geologie van Mars uitwerken, oceanische omstandigheden onder het ijs van Jupiters ijskoude maan Europa, of het turbulente wolkendek van Venus, "Een artikel uit 2005 in de technische publicatie IEEE Spectrum legde uit. "Het is misschien wel de manier waarop een ruimteverkenner met heimwee e-mail naar huis stuurt" [bron:Jackson].

7:Een internet dat in de ruimte werkt

Het basisontwerp van internet is niet ruimtevriendelijk - daarom ontwikkelen wetenschappers een aangepaste versie die een nieuw soort protocol gebruikt. Maciej Frolow/The Image Bank/Getty Images

We noemden al het idee om ruimtevaartuigen en sondes te verbinden in een enorm netwerk door de ruimte, zodat wetenschappers verbinding met hen kunnen maken zoals ze dat doen met een website op internet. Maar zoals sommige critici opmerken, deze benadering is misschien niet de beste omdat het basisontwerp van internet in de ruimte niet zo goed zou werken. Het internetprotocol dat we op aarde gebruiken, is afhankelijk van het opbreken van alles wat we verzenden -- of we het nu hebben over tekst, spraak of streaming video -- in kleine stukjes data, die aan de andere kant weer in elkaar wordt gezet zodat iemand anders ernaar kan kijken of luisteren. Dat is een vrij goede manier om dingen te doen, zolang al die informatie zich met hoge snelheid voortbeweegt met weinig vertragingen of verloren datapakketten, wat niet zo moeilijk is om te doen op aarde.

Als je eenmaal in de ruimte bent -- waar de afstanden enorm zijn, hemellichamen zitten soms in de weg, en er is overal veel elektromagnetische straling om met het signaal te knoeien -- vertragingen en onderbrekingen van de gegevensstroom zijn onvermijdelijk. Daarom werken sommige wetenschappers aan de ontwikkeling van een aangepaste versie van internet, die gebruikmaakt van een nieuw soort protocol dat disruptietolerante netwerken (DTN) wordt genoemd. In tegenstelling tot het protocol dat op aarde wordt gebruikt, DTN gaat er niet vanuit dat er een continue end-to-end verbinding zal bestaan, en het hangt aan datapakketten die het niet onmiddellijk kan verzenden, totdat de verbinding weer tot stand is gebracht. Om uit te leggen hoe dat werkt, NASA gebruikt een basketbal-analogie, waarin een speler de bal geduldig vasthoudt totdat een andere speler onder de basket open is, in plaats van in paniek te raken en een wild schot op te gooien of de bal weg te gooien. In 2008, NASA deed zijn eerste test van DTN, gebruikt het om tientallen afbeeldingen te verzenden van een ruimtevaartuig op ongeveer 20 miljoen mijl (32,187 miljoen kilometer) van de aarde [bron:NASA].

6:Satellieten en relaisstations bouwen voor andere planeten

Satelliet zwevend in de ruimte, met de maan op de voorgrond en de aarde op de achtergrond. Levensgrote/Getty Images

Een van de grote uitdagingen bij het communiceren met een Mars-basis is dat Mars in beweging is. Soms, een basis kan van de aarde worden afgekeerd, en om de zoveel tijd -- ongeveer eens in de 780 aardse dagen -- hebben Mars en de aarde de zon direct tussen hen in. Die afstemming, genaamd conjunctie , kan mogelijk de communicatie weken achtereen verslechteren en zelfs blokkeren, wat nogal eenzaam zou zijn, eng vooruitzicht als je een astronaut of een Mars-kolonist was. Gelukkig, Europese en Britse onderzoekers hebben misschien een oplossing gevonden voor dit ontmoedigende dilemma.

Satellieten draaien normaal gesproken om planeten in Kepler-banen, vernoemd naar de 17e-eeuwse astronoom Johannes Kepler, die de wiskundige vergelijkingen schreef die beschrijven hoe satellieten bewegen. Maar de Europese en Britse onderzoekers hebben voorgesteld een paar communicatiesatellieten rond Mars te plaatsen in iets dat een niet-Kepleriaanse baan wordt genoemd, wat in feite betekent dat in plaats van in een cirkelvormig of elliptisch pad rond Mars te bewegen, ze zouden een beetje aan de kant staan, zodat de planeet niet in het centrum zou staan. Om in die positie te blijven, echter, de satellieten zouden de effecten van de zwaartekracht moeten tegengaan, die hen naar Mars zou trekken. Om ze op hun plaats te houden, de wetenschappers hebben voorgesteld om ze uit te rusten met elektrische ionenvoortstuwingsmotoren, aangedreven door door zonne-energie opgewekte elektriciteit en met behulp van kleine hoeveelheden xenongas als drijfgas. Dat zou de satellieten in staat stellen continu radiosignalen door te geven, zelfs tijdens perioden waarin Mars en aarde in conjunctie zijn [bron:Phys.org].

5:Laat een broodkruimelspoor van relais achter

Wat als er een ketting van relais was tussen het ruimteschip en de aarde? Taxi/Getty Images

Interplanetaire communicatie, natuurlijk, gaat niet per se alleen over ons eigen zonnestelsel. Sinds astronomen in 1995 de eerste planeet ontdekten die rond een ster vergelijkbaar met de zon draait, wetenschappers hebben tientallen andere exoplaneten ontdekt, zoals werelden buiten ons zonnestelsel worden genoemd [bron:NASA]. In oktober 2012 ze ontdekten zelfs een planeet ongeveer zo groot als de aarde in een baan om de ster Alpha Centrauri B, die zich in het meest nabije buurstelsel van sterren bevindt, ongeveer 2,35 biljoen mijl (3,78 biljoen kilometer) weg [bron:Betts].

Dat is een ontmoedigend grote afstand, om zeker te zijn. Maar toch, sommige ruimtewetenschappers stellen zich voor dat ze op een dag een gigantisch ruimteschip lanceren dat in wezen een bewegend, op zichzelf staande miniatuurversie van de aarde, in staat om opeenvolgende generaties astronauten te ondersteunen die zich door de interstellaire ruimte zouden wagen in een poging andere bewoonbare planeten te bereiken en mogelijk zelfs contact te maken met buitenaardse beschavingen.

Project Icarus, een recente poging van ruimtewetenschappers en futuristen om met een blauwdruk voor een dergelijke missie te komen, dacht na over het probleem hoe zo'n schip zou blijven communiceren met de aarde naarmate het verder en verder het onbekende inging. Ze kwamen met een intrigerende oplossing:Onderweg, het enorme schip zou periodiek lege brandstofflessen overboord gooien die waren uitgerust met signaalrelaisapparatuur, een ketting vormen die berichten van het ruimtevaartuig naar de aarde zou doorgeven. "Het idee is dat met een ketting van relais tussen Icarus en de aarde, elke 'hop' van het signaal is een veel kortere afstand dan de hele afstand van enkele lichtjaren, "Pat Galea, een Britse ingenieur die deelnam aan het ontwerpproject, schreef in 2012. "Dus we konden, mogelijk, de stroombehoefte van de zender verminderen, of de antennegrootte op Icarus, Of anders, verhoog de datasnelheid die via de link kan worden verzonden" [bron:Galea].

4:Stel een reeks gigantische antennes in om berichten te ontvangen

Wetenschappers hebben voorgesteld om verschillende zonnestelsel-ontvangststations te bouwen, dat zouden enorme reeksen antennes zijn die zich over vele kilometers op verschillende locaties op aarde uitstrekken. Cultura/Walter Zerla/Getty Images

De wetenschappers en futuristen die werken aan Project Icarus -- een speculatieve poging om een ​​ruimteschip te ontwerpen dat het dichtstbijzijnde naburige sterrenstelsel kan bereiken, ongeveer 2,35 biljoen mijl (3,78 biljoen kilometer) afstand -- besteedde veel tijd aan het nadenken over hoe zo'n schip in contact zou kunnen blijven met de aarde terwijl het door de enorme omvang van de interstellaire ruimte reisde. In het vorige item op deze lijst, we noemden het concept van een broodkruimelachtig spoor van communicatieverbindingen dat het ruimteschip in zijn kielzog zou achterlaten. Maar terug op aarde, degenen die de missie in de gaten houden, zouden nog steeds voor de uitdaging staan ​​om signalen van het ruimteschip op te pikken en de elektromagnetische omgevingsruis van de ruimte eruit te filteren - een taak die nog moeilijker wordt gemaakt door de atmosfeer van de aarde, wat de signalen zou verzwakken.

Om het vermogen om dat te doen te maximaliseren, De planners van Project Icarus hebben voorgesteld om verschillende ontvangststations voor het zonnestelsel te bouwen, dat zouden enorme reeksen antennes zijn die zich over vele kilometers op verschillende locaties op aarde uitstrekken. De antennes in zo'n array zouden in synergie werken om de zwakke signalen die ruimteschipberichten bevatten op te sporen en op te vangen. (Denk aan deze analogie:als een honkbalspeler een homerun op de tribunes slaat in een honkbalstadion, het is waarschijnlijker dat de bal door een ventilator wordt opgevangen als de tribunes vol mensen zijn.) Omdat de aarde draait, de antennes in een bepaalde SSRS zouden slechts een klein deel van elke dag naar het verre sterrenschip wijzen, en het weer op die locatie op aarde zou de ontvangst kunnen belemmeren. Om die reden, het kan verstandig zijn om meerdere arrays van antennes op verschillende locaties op aarde te bouwen, om ervoor te zorgen dat we in bijna continue communicatie kunnen blijven [bron:Galea].

3:Gebruik de zon als signaalversterker

Wat als het communicatievaartuig de zon als lens zou gebruiken om signalen van het ruimteschip te vergroten en naar de aarde te verzenden? Rob Atkins/The Image Bank/Getty Images

Hier is nog een ander idee van de Project Icarus-onderzoekers. Volgens de relativiteitstheorieën van Einstein, De zwaartekracht van extreem massieve objecten kan het licht dat langs hen passeert afbuigen en concentreren, zoals een in de hand gehouden vergrootglas dat doet. Dat bracht de denktank Project Icarus op het idee om dat effect te gebruiken om de uitzendingen van een ver ruimtevaartuig te focussen en te versterken. De manier waarop ze het zouden doen, toegegeven, is een beetje moeilijk te doorgronden voor een niet-fysicus:een ruimtevaartuig dat communicatie-uitzendingen kan ontvangen, zou in de interstellaire ruimte worden geplaatst tegenover de richting waarin het ruimteschip gaat, ongeveer 51 miljard mijl (82 miljard kilometer) verwijderd van de zon. Dat is echt, heel ver -- ongeveer 18 keer de afstand tussen Pluto en de zon, in feite -- maar laten we aannemen dat een aardse beschaving die in staat is om een ​​ruimteschip op biljoenen kilometers van de aarde te sturen, dat kan. Het communicatievaartuig zou dan de zon als lens gebruiken om de signalen die het van het verre ruimteschip krijgt te vergroten, en zou ze dan via een ander systeem terug naar de aarde sturen, zoals een netwerk van satellieten met laserverbindingen.

"De potentiële winst hiervan is enorm, Ingenieur Pat Galea legde in 2012 uit aan Discovery News. of als het vermogen hetzelfde blijft, we zouden veel meer gegevens kunnen ontvangen dan een directe link zou opleveren." Hoe ingenieus het ook mag lijken, echter, het schema heeft ook enkele complicaties ter grootte van Jupiter. Het zou nodig zijn, bijvoorbeeld, om het ontvangende ruimtevaartuig te houden, degene die de signalen van het ruimteschip krijgt, altijd bijna perfect uitgelijnd, en dat zo te houden kan heel, heel moeilijk [bron:Galea, Obousy et al].

2:Supergevoelige elektronische oren voor extreem zwakke signalen vanuit de ruimte

De Goldstone Deep Space Station (Calif.) antenne maakt deel uit van het Deep Space Network (DSN), een internationaal netwerk van grote antennes en communicatiefaciliteiten die interplanetaire ruimtevaartuigmissies ondersteunen. Harald Sund/The Image Bank/Getty Images

Tegen de tijd dat uitzendingen van een ver ruimtevaartuig de aarde bereiken, ze zijn gedegradeerd, tot het punt waarop een signaal in feite minder dan een foton aan energie kan bevatten [bron:Rambo]. En dat is echt, echt zwak. Onthoud dat fotonen, de kleine massaloze deeltjes die de kleinste eenheid van energie zijn, zijn ongelooflijk klein; een typische mobiele telefoon zendt elke seconde 10 tot de 24e macht aan fotonen uit [bron:University of Illinois]. Dat verbijsterend zwakke signaal uit de onstuitbare kakofonie van de ruimte halen en het begrijpen, kan net zo moeilijk zijn als, zeggen, het vinden van een bericht dat ergens in de oceanen van de aarde in een fles drijft. Maar onderzoekers hebben een intrigerende oplossing bedacht, volgens de NASA's Space Technology Program-website, die dat soort probleemoplossing onderschrijft.

In plaats van een enkel signaal of energiepuls uit te zenden, een ruimteschip dat probeert te communiceren met de aarde zou veel kopieën van dat signaal uitzenden, alles in een keer. Toen de verzwakte signalen de aarde bereikten, Mission Control zou een apparaat gebruiken dat een gestructureerde optische ontvanger wordt genoemd, of Guha-ontvanger (naar de wetenschapper, Saikat Guha, wie het concept heeft uitgevonden), om in wezen de overgebleven kleine, zwakke stukjes en beetjes van al die dubbele signalen, en voeg ze samen om het bericht te reconstrueren [bronnen:Rambo, Guha]. Stel je het zo voor:neem een ​​bericht getypt op een stuk papier, en druk er dan duizend exemplaren van af, en haal ze allemaal door een shredder en meng dan de kleine stukjes die eruit voortvloeien. Zelfs als je de meeste van die kleine stukjes in de prullenbak gooit, degenen die overblijven geven je misschien genoeg informatie om de boodschap op het papier te reconstrueren.

1:Sneller-dan-licht neutrinofoons

Een model van de Large Hadron Collider (LHC)-tunnel zoals te zien in het bezoekerscentrum van CERN (European Organization for Nuclear Research) in Genève-Meyrin, Zwitserland. De LHC is 's werelds grootste en krachtigste deeltjesversneller. Johannes Simon/Getty Images

Het maakt niet uit hoeveel verbijsterend gecompliceerde gadgets we ontwikkelen om zwakke communicatiesignalen samen te voegen die ons vanuit de ruimte proberen te bereiken, we hebben nog steeds te maken met een ander, nog uitdagender probleem. Binnen ons zonnestelsel, de afstanden zijn zo groot dat gemakkelijk, onmiddellijke heen-en-weer communicatie van het soort dat we op aarde gewend zijn -- een videogesprek in Skype-stijl, bijvoorbeeld -- is niet echt haalbaar, tenminste met de huidige technologie. En als we naar planeten buiten ons zonnestelsel gaan, het zou zo goed als onmogelijk worden. Als een ruimteschip onze dichtstbijzijnde interstellaire buur bereikt, het Alpha Centauri-sterrenstelsel op biljoenen kilometers afstand, het zou 4,2 jaar duren voor elke kant van een stem, video- of teksttransmissie om die verbluffend grote afstand te overbruggen. Daarom zijn visionairs al lang geïntrigeerd door het idee om berichten uit te zenden via bundels van subatomaire deeltjes die sneller zouden reizen dan het licht.

Wow -- dat klinkt als een gemakkelijke oplossing, nietwaar? Maar raad nog eens. Om dat schema te laten werken, zouden we schijnbaar een groot gat moeten blazen in Einsteins speciale relativiteitstheorie, die verbiedt dat iets sneller dan de lichtsnelheid beweegt. Anderzijds, misschien niet. In 2012, twee wiskundigen publiceerden een artikel in een Brits wetenschappelijk tijdschrift, beweren dat er een manier is om de berekeningen van Einstein te kraken en aan te tonen dat sneller-dan-lichtsnelheden inderdaad mogelijk zijn [bron:Moskowitz]. Maar als die andersdenkenden gelijk krijgen, we moeten nog steeds enig bewijs vinden dat deeltjes sneller kunnen bewegen dan de lichtsnelheid, en tot nu toe hebben we dat niet.

Er was een veel gepubliceerd experiment uit 2011, waarin onderzoekers van de CERN-deeltjesversneller in Europa zogenaamd deeltjes, neutrino's genaamd, hebben geklokt die een extreem klein beetje sneller bewegen dan de snelheidslimiet van Einstein. Maar zoals later bleek, een storing in de glasvezelkabel in de apparatuur van de onderzoekers veroorzaakte blijkbaar een valse lezing (deze was niet volledig aangesloten) [bron:Boyle]. Dat zette de kibosh op vooruitzichten van een kosmische neutrinofoon, voorlopig althans.

WetenschapAstronomietermenDrijvende planeetWetenschapAstronomieHoe nomadenplaneten werkenWetenschapRuimteverkenningHoe planeetjacht werktWetenschapHet zonnestelselWaarom wordt Pluto niet langer als een planeet beschouwd?WetenschapToekomstige ruimteHoe zullen we andere planeten koloniseren?WetenschapGeofysicaHoeveel weegt planeet Aarde?WetenschapHet zonnestelselWaarom duurde het zo lang om planeet negen te 'ontdekken'? Wetenschap Het zonnestelsel Wat is de volgorde van de planeten in het zonnestelsel? Wetenschap Het zonnestelsel Regent het op andere planeten? Wetenschap Het zonnestelsel Jupiter:Yokozuna van gasreuzen, Banisher of PlanetsWetenschapHet zonnestelselHoe ontstaan ​​planeten?WetenschapSterrenWitte dwergen kunnen planeten aan stukken scheurenWetenschapHet zonnestelselWie heeft de planeet aarde genoemd?WetenschapRuimteverkenningHeeft een planeet continenten nodig om leven te ondersteunen?WetenschapHet zonnestelselIs planeet negen eigenlijk een oerzwart gat?WetenschapRuimteverkenning Hoeveel planeten in ons universum zou het leven kunnen ondersteunen? WetenschapSterrenKan een planeet bestaan ​​zonder een gastheerster? Wetenschap Het zonnestelsel Waarom zijn planeten bijna bolvormig? Wetenschap Het zonnestelsel NASA kondigt nieuw zonnestelsel aan boordevol zeven planeten Wetenschap Het zonnestelsel Pluto:is het toch een planeet? Wetenschap Het zonnestelsel Haumea, een dwergplaneet in de Kuipergordel, Heeft zijn eigen ringWetenschapRuimteverkenningNieuwe NASA-satelliet jaagt op verre planetenWetenschapHet zonnestelselOude vernietiging van dwergplaneten heeft mogelijk de ringen van Saturnus gecreëerdWetenschapHet zonnestelselIs de aarde de enige planeet met tektonische platen? WetenschapSterrenHoe detecteren astronomen dat een ster een planeet heeft die eromheen draait? Wetenschap Ruimteverkenning water op exoplaneten? Wetenschap Het zonnestelselDe waarheid achter de schurkenplaneet NibiruWetenschapHet zonnestelselUranus:de planeet op een zeer gekantelde asWetenschapHet zonnestelselPloonets:wanneer manen planeten wordenWetenschapAstronomietermenPlanetariumWetenschapRuimteverkenning10 Opmerkelijke exoplanetenWetenschapRuimteverkenning:de meest nabije exoplaneet tot nu toe bevestigd door de Europese sterrenwacht SystemScienceStarsZo detecteren we leven op verre exoplanetenWetenschapRuimteverkenning NASA's Kepler-missie voegt 100 buitenaardse werelden toe aan Exoplanet TallyWetenschapRuimteverkenningKan amateurastronomie Nomers spotten exoplaneten? WetenschapToekomstige ruimte10 Beste ideeën voor interplanetaire communicatieWetenschapRuimteverkenningLISA:detectie van exoplaneten met behulp van zwaartekrachtgolvenWetenschapHet zonnestelselHoe NASA planetaire bescherming werktWetenschapAstronomietermenPlanetesimale hypothese AmusementGedenkwaardige filmsIn 'Star Wars' Hele sterren en planeten worden vernietigd - kan dat?

Veel meer informatie

Notitie van de auteur:10 beste ideeën voor interplanetaire communicatie

Het begrip van, zeggen, live verzenden, streaming video van Mars naar de aarde lijkt misschien niet zo ver weg voor een lid van de millenniumgeneratie, die opgroeide in een tijd dat een telefoongesprek met iemand aan de andere kant van de planeet geen probleem is. Maar het blijft voor mij verbijsterend, misschien omdat ik oud genoeg ben om me te herinneren hoe moeilijk en duur het ooit was om gewoon een ouderwets analoog interlokaal telefoongesprek te voeren van de oostkust naar Californië. Een paar jaar geleden kreeg ik een kleine schok, toen ik per e-mail contact opnam met een bron voor een artikel, en kreeg een telefoontje terug van hem -- via Skype -- uit Afghanistan, waar hij was gereisd voor een zakelijk project. Vanaf dat moment, Ik ben een beetje meer gewend geraakt aan onze steeds grotere connectiviteit; de andere dag, Ik heb eigenlijk een half uur besteed aan het uitwisselen van een stroom heen en weer e-mails met een oude collega die nu in Frankrijk woont, alleen om onderbroken te worden door een instant message van een andere vriend in het noorden van Engeland. Dus ik kijk uit naar de onvermijdelijke dag waarop ik kwinkslagen zal uitwisselen en over het weer zal klagen met iemand die zich boven mij in een baan om de aarde bevindt.

gerelateerde artikelen

  • Hoe interplanetair internet zal werken
  • Hoe satellieten werken
  • Hoe een ruimteschip te besturen?
  • 10 opmerkelijke exoplaneten
  • Hoe Planet Hunting werkt

bronnen

  • weddenschappen, Bruce. "Eerste planeet ontdekt in Alpha Centauri-systeem." Planetary.org. 17 oktober 2012. (27 oktober 2012) http://www.planetary.org/blogs/bruce-betts/20121017-Alpha-Centauri-first-planet-discovery.html
  • Bruggen, Andreas. "Mars Rovers krijgen bandbreedteboost." Geassocieerde pers. 13 februari 2012. (24 okt. 2012) http://www.msnbc.msn.com/id/4269545/ns/technology_and_science-space/t/mars-rovers-get-bandwidth-boost/#.UIghMsU0V8E
  • Boyle, Rebekka. "Bummer:sneller-dan-licht neutrino's waren niet, en het was de fout van de kabelman." Popsci.com. 22 februari, 2012. (27 oktober 2012)
  • Afdeling Astronomie van de Cornell University. "Wat is de grootte van het zonnestelsel?" Astro.cornell.edu. 5 november 2002. (26 okt. 2012) http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=374
  • Davidovitsj, Stevan M. en Whittington, Joël. "Concept voor continue interplanetaire communicatie." Nss.org. 1999. (26 okt. 2012) http://www.nss.org/settlement/manufacturing/SM12.213.ContinuousInterPlanetaryCommunications.pdf
  • Afdeling Natuurkunde, Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign. "Vraag en antwoord:fotonen van mobiele telefoons." Natuurkunde.Ilinois.edu. 21 juni, 2012. (27 oktober 2012) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=18476
  • Galea, Pat. "Project Icarus:het interstellaire communicatieprobleem." Ontdekkingsnieuws. 6 februari 2012. (27 oktober 2012) http://news.discovery.com/space/project-icarus-interstellar-communications-120206.html
  • Guha, Saikat. "Gestructureerde optische ontvangers om superadditieve capaciteit en de Holevo-limiet te bereiken." Fysieke beoordelingsbrieven. 14 juni 2011. (27 okt. 2012) http://prl.aps.org/abstract/PRL/v106/i24/e240502
  • Jackson, Joab. "Het interplanetaire internet." IEEE-spectrum. Augustus 2005. (26 okt. 2012) http://spectrum.ieee.org/telecom/internet/the-interplanetary-internet/0
  • Klotz, Irene. "NASA gaat Ultimate Space Wi-Fi testen." Ontdekkingsnieuws. 24 augustus 2011. (26 okt. 2012) http://news.discovery.com/space/web-streaming-from-mars-110824.html
  • McClain, Jozef. "De neutrinofoon:het is niet voor jou. (Maar het is cool.)" William en Mary University Physics Department. 23 mei 2012. (27 oktober 2012) http://www.wm.edu/as/physics/news/theneutrinophoneitsnotforyou.php
  • Moskou, Clara. "Einsteins wiskunde suggereert sneller dan licht reizen, zeggen wetenschappers." WordsSideKick.com. 9 oktober 2012. (27 oktober 2012) http://www.msnbc.msn.com/id/49343856/ns/technology_and_science-science/t/einsteins-math-suggests-faster-than-light-travel-say-scientists/#.UIwyTcU0V8E
  • Müller, George E. en Taber, John E. "Een interplanetair communicatiesysteem." Toespraak op de Western Electronic Show en Convention in 1959. Augustus 1959. (26 okt. 2012) http://www.sdfo.org/stl/Interplanetary.pdf
  • Nasa. "Deep Space optische communicatie (DSOC)." Nasa.gov. 12 okt. 2011. (26 okt. 2012) http://gcd.larc.nasa.gov/projects/deep-space-optical-communications/
  • Nasa. "Geschiedenis van exoplaneten - van intuïtie tot ontdekking." Nasa.gov. Niet gedateerd. (27 okt. 2012) http://planetquest.jpl.nasa.gov/page/history
  • Nasa. "Demonstratie van lasercommunicatierelais, De volgende stap in optische communicatie." Nasa.gov. Ongedateerd. (26 oktober, 2012) http://esc.gsfc.nasa.gov/assets/images/OpticalComm/LCRDFactSheet.pdf
  • Nasa. "Mars-programmaplanningsgroep." Nasa.gov. 10 oktober 2012. (24 okt. 2012) http://www.nasa.gov/offices/marsplanning/faqs/index.html
  • Nasa. "NASA test met succes eerste Deep Space Internet." Nasa.gov. november. 18, 2008. (26 okt. 2012) http://www.nasa.gov/home/hqnews/2008/nov/HQ_08-298_Deep_space_internet.html
  • Obousy, RK et al. "Project Icarus:voortgangsrapport over technische ontwikkelingen en ontwerpoverwegingen." JBIS. 28 april 2012. (27 oktober 2012) http://richardobousyconsulting.com/IcarusProgress.pdf
  • Phys.org. "Nieuw concept kan de communicatie tussen aarde en Mars verbeteren." Phys.org. 16 okt. 2009. (26 okt. 2012) http://phys.org/news174907594.html
  • Rambo, Tim. "Implementatie van een bijna-optimale optische ontvanger voor interplanetaire communicatie." Nasa.gov. 4 oktober 2012. (27 oktober 2012) http://www.nasa.gov/offices/oct/stp/strg/2012_nstrf_rambo.html
  • Ruag.com. "Optische communicatie." Ruag.com. Niet gedateerd. (26 okt. 2012) http://www.ruag.com/space/Products/Satellite_Communication_Equipment/Optical_Communication
  • Spaceacademy.net.au. "Communicatie vertraging." Spaceacademy.net.au. Niet gedateerd. (24 okt. 2012) http://www.spaceacademy.net.au/spacelink/commdly.htm
  • US Air Force Air University. "Hoofdstuk 11 - Amerikaanse satellietcommunicatiesystemen." Au.af.mil. Niet gedateerd. (26 okt. 2012) http://space.au.af.mil/primer/satellite_communications.pdf
  • Space.com. "Wat is de afstand tussen de aarde en Mars?" Space.com. Niet gedateerd. (Oct. 24, 2012) http://www.space.com/14729-spacekids-distance-earth-mars.html

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Welke functies delen mitochondria en bacteriën?
  2. Interspecifieke concurrentie versus intraspecifieke concurrentie
  3. Trucs voor het onthouden van dierenfylum
  4. Hoe Royal Jelly wordt geoogst?
  5. Wat doet acetonalcohol met een gramkleuring?
  6. Zijn religies ontstaan ​​uit ons verkeerde begrip van het menselijk bewustzijn?
  7. Simpele microscoopexperimenten
  8. Wat veroorzaakt het uitsterven van planten en dieren?
  9. Wat zijn drie primaire doelen van mitose?

Wetenschap