Bez spojení to nejde. Co? Třeba vypustit raketu, změnit chování sondy v hlubokém vesmíru, družice na oběžné dráze anebo si popovídat s kosmonauty na Mezinárodní vesmírné stanici. Komunikační signál se přenáší na dlouhé vzdálenosti a musí být co nejkvalitnější, tedy s co nejmenším zpožděním a co největší přenosovou rychlostí a pokrytím. Inženýři z NASA k problému přistoupili metodicky.
V rámci programu SCaN (Vesmírné komunikace a navigace) vybudovali radioteleskopy v amerických státech Virginia a Florida a na Antarktidě, které komunikují s družicemi na oběžné dráze Země nebo Měsíce.
Družicová pošta
Komunikace mezi zemí a Mezinárodní vesmírnou stanicí (ISS) je už složitější. Tři radioteleskopy nedokáží udržet permanentní spojení, protože stanice je z pohledu pozemšťana vidět vždy jen pár minut, než zmizí za obzorem. NASA proto dává přednost družicové síti TDRS. Skupiny o několika družicích se nachází nad Tichým, Atlantským a Indickým oceánem.
Oběžná dráha družic leží ve výšce 36 000 kilometrů, takže jim oblet Země trvá 24 hodin. Kdybyste se dívali třeba od Měsíce, měli byste pocit, že jsou družice zavěšeny nad stejným místem. Z velké výšky mají i potřebný „výhled“ na družice pod sebou. Signál z ISS tak putuje k jedné z družic TDRS, odkud jde k další družici, a tak dále, dokud se nedostane do řídícího centra v Novém Mexiku. Možná vás překvapí, že zpoždění signálu je pouze v řádu desetin sekundy, přesně 0,24 sekund.
Volání na Mars
Komunikaci se sondami ve vzdálených končinách sluneční soustavy zajišťují radioteleskopy Deep Space Network (DSN). Stanoviště se nachází v americkém státě Kalifornie, ve Španělsku a v Austrálii. Rozmístění není náhodné, ale souvisí s rotací Země. Směrem například k Marsu by mělo být natočené vždy alespoň jedno ze tří míst. Na každém z nich se nachází několik radioteleskopů. Největší mají průměr 70 metrů a hmotnost až 8 tisíc tun! Jedná se o veterány ze sedmdesátých let minulého století. Do roku 2025 je nahradí čtyři radioteleskopy o průměru 34 metrů, které se lépe udržují a odvedou stejnou práci.
Komunikujeme laserem
Roku 1977 odstartovala dvojice sond Voyager s cílem prozkoumat vnější planety sluneční soustavy. Po splnění úkolů se vydaly ven ze sluneční soustavy. Voyager 1 se dnes nachází přes 20 miliard km daleko a signál z něj k nám letí přes 18 hodin. Voyager 2 se nachází přes 16,5 miliardy km a signál k nám putuje 15 hodin a 20 minut.
S kosmickými sondami NASA „mluví“ pomoci rádiových vln. V budoucnu ale přejde na lasery. Test laseru proběhl v letech 2013 až 2014 s pomocí sondy LADEE. Hlavní výhodou laseru je vyšší rychlost přenosu dat – až 1,2 Gbps, což je asi 10x až 100x rychlejší než v současnosti používaná technologie. Na druhou stranu je potřeba laser velmi přesně zamířit na přijímač na Zemi a to není snadné.
S kýmpak to mluví?
Na internetu se můžete podívat, s jakou sondou zrovna u DSN komunikuji. Na adrese http://eyes.nasa.gov/dsn/dsn.html stačí kliknout na jednotlivé radioteleskopy a vpravo dole uvidíte název sondy, její vzdálenost a dobu, za jakou doletí signál na Zemi.
