Comunicazioni tra terra e spazio in una missione spaziale

- 18 Nov 2019

comunicazioni terra spazio

Le missioni spaziali hanno da sempre un fascino indescrivibile. Quando si pensa a tali missioni, è possibile considerarle delle vere e proprie imprese del genere umano.

La tecnologia impiegata è incredibilmente efficace e ci sono alcuni processi nel funzionamento di fattori come i razzi che sono ancora oscuri sotto determinati punti di vista. Ci sono poi alcune tecnologie che sono invece molto chiare e scoprire il loro funzionamento può essere estremamente interessante. Una di queste è il sistema di trasmissioni delle comunicazioni nello spazio in una missione spaziale. Dal punto di vista concettuale, può essere impossibile pensare di poter inviare delle comunicazioni nello spazio e comunicare con persone che non sono sulla Terra. Si potrebbe addirittura pensare che questa operazione non esista in realtà ma sia solo presente nei libri di fantascienza. Tuttavia, la comunicazione tra Terra e Spazio è il principio base sul quale si fondono tutte le missioni spaziali. Ecco dunque, tutto ciò che c’è da scoprire in merito a questo affascinante metodo di comunicazione.

Comunicazioni nello spazio in una missione spaziale: quali sono le più comuni?

In primo luogo dunque, occorre comprendere quelle che sono le comunicazioni più comuni utilizzare in una missione spaziale. In questo modo, si potrà procedere per gradi ed analizzare le diverse situazioni in modo chiaro e preciso. Nel dettaglio quindi, le comunicazioni tra il pianeta Terra e lo spazio che verranno prese in considerazione sono:

  • Tra astronauti
  • Tra astronauti e centro di comando sulla Terra
  • Tra computer della nave e la Terra
  • Comunicazioni per satelliti

Queste diverse tipologie di trasmissioni sono praticamente fondamentali per riuscire a portare a termine una missione spaziale con successo. Per questa ragione, si può dire che il sistema di comunicazione rappresenti il fulcro della buona riuscita di una missione ed ogni suo aspetto deve essere curato alla perfezione.

Comunicazione missioni spaziali tra astronauti

La prima comunicazione da analizzare quindi, è quella che avviene tra due o più astronauti impegnati in una missione spaziale.

Perché è importante la comunicazione tra astronauti in una missione spaziale?

Naturalmente, i due esperti inviati nello spazio per compiere la missione devono essere in grado di comunicare tra loro. Solo in questo modo infatti, possono riuscire a collaborare efficacemente, portando a termine quelle che sono le operazioni principali per riuscire a proseguire nelle diverse fasi della missione. La comunicazione tra gli astronauti dovrebbe essere costante e nonostante le tute o le protezioni possedute, durante tutta la missione i colleghi in questo compito dovrebbero riuscire a parlarsi senza disturbi oppure interferenze.

Come funziona la comunicazione tra gli astronauti?

Generalmente, la comunicazione tra diversi astronauti nello spazio funziona attraverso le onde radio. Quest’ultime sono simili alle onde del mare e si propagano nello spazio. Vengono ricevute da un ricevitore apposito presente nella tuta spaziale degli astronauti. La voce viene trasmessa spesso in modo naturale e senza alcun disturbo. Non esiste un delay di voce, in quanto le comunicazioni vengono trasmesse in modo istantaneo.

Attraverso le onde radio, le comunicazioni quindi possono essere precise e sicure. Tuttavia, anche questi strumenti hanno dei limiti. Difatti, a volte a causa di interferenze o fattori esterni, le comunicazioni potrebbero essere disturbate.

Tuttavia, grazie alle moderne tecnologie, è difficile che le radio risultino essere irraggiungibili e gli astronauti possono continuare a trasmettere tra loro senza problemi. Nel caso della NASA, una delle più grandi organizzazioni spaziali al mondo, la comunicazione per astronauti viene gestita dallo Snoopy Cap, uno speciale sistema per le comunicazioni presente nella tuta spaziale degli astronauti. Questo sistema possiede un microfono e delle cuffie all’altezza della bocca e delle orecchie.

Comunicazioni tra astronauti e centro di controllo sulla Terra

A questo punto, occorre analizzare quello che è il sistema di comunicazione tra gli astronauti in orbita ed i controllori presenti sulla Terra. Dal punto di vista tecnico, questa tipologia di comunicazione può essere più complicata, ma si può spiegare in teoria in modo semplice, seguendo alcuni passaggi fondamentali.

Perché è importante la comunicazione tra astronauti e controllori sulla Terra?

Questa tipologia di comunicazione è importante per diversi fattori. In primo luogo, serve a monitorare l’andamento della missione spaziale. Attraverso diversi contatti con il centro operativo presente sul pianeta Terra, la spedizione spaziale può riferire quelle che sono le informazioni fondamentali del proprio veicolo ed il valore di rifornimenti o simili. Come seconda cosa poi, le informazioni fornite dal centro di controllo della Terra sono fondamentali per guidare gli astronauti nella loro operazione.

Naturalmente, questi ultimi non sapranno di preciso come aggiustare la rotta per raggiungere il proprio obiettivo. Il centro di controllo grazie ad una comunicazione mirata fornirà tutte le informazioni necessarie affinché la missione possa procedere in modo spedito. Infine, la comunicazione in questione è utile per trasmettere quelli che sono i dati raccolti dalla missione.

Ci potrebbero essere informazioni da poter comunicare in tempi brevi, così che dalla Terra possano accertarsi delle scoperte effettuate o delle eventuali comunicazioni da fare alla stampa. La comunicazione tra astronauti e centro di controllo è assolutamente stabile, precisa e con un delay minimo, progettata in modo eccelso.

Come funziona la comunicazione tra astronauti e controllori sulla Terra?

La comunicazione tra centro di controllo presente sulla Terra ed astronauti nello spazio funziona in modo ingegnoso ed assolutamente brillante. Tutte le comunicazioni vengono rese disponibili e sono gestite da un sistema detto TDRS. Questo nome sta per Tracking and Relay Data Satellites, vale a dire satelliti di tracciamento e trasmissione dei dati. Questi satelliti vengono posti in orbita geostazionaria. Cosa significa quest’ultimo aspetto?

Chi osserva il satellite dalla Terra avrà l’impressione che questo strumento abbia sempre la stessa posizione, quando invece si muove in modo costante insieme al pianeta. Questi satelliti nello spazio non sono altro che ripetitori. Il loro scopo è quello di intercettare comunicazioni da parte degli astronauti in orbita e trasmetterli al centro di controllo della Terra.

Il segnale arriva in modo chiaro e preciso, in tempi istantanei. Inoltre, i collegamenti avvengono attraverso le onde radio, con le due parti che si sintonizzano sulle stazioni S e KU. Cosa è compreso all’interno dei dati elaborati da una stazione spaziale generica? Ebbene, al suo interno solitamente sono presenti i flussi degli esperimenti che vengono compiuti a bordo, la telemetria e ben sei canali video, che riprendono e trasmettono immagini.

Comunicazioni tra computer della nave e stazione di controllo sulla Terra

A questo punto, dopo aver visto quelle che sono le comunicazioni con i diversi astronauti impiegati in una generica missione spaziale, occorre comprendere anche quelle che sono le comunicazioni tra i computer della nave e la Terra. Sembrerà incredibile, ma anche con il computer della nave è necessario avere un contatto costante. Ecco tutti i dettagli al riguardo.

Perché sono importanti le comunicazioni tra computer della nave e stazione di controllo sulla Terra?

I computer svolgono un ruolo fondamentale nelle moderne missioni spaziali. Spesso sono loro a coordinare le varie fasi della navicella che porta gli astronauti in orbita o li fa atterrare. Nonostante gli strumenti meccanici svolgano tutto in autonomia, è sempre importante mantenersi in contatto con i computer di bordo.

Il centro di controllo presente sulla Terra può monitorare in questo modo quello che è lo svolgimento della missione. Allo stesso tempo può accorgersi di guasti o problemi alla nave che magari possono essere sfuggiti anche all’equipaggio di bordo. Il monitoraggio del computer da parte del centro di controllo presente sul pianeta Terra è fondamentale affinché la missione abbia successo. Si ricorda infatti, che ogni danno, riparazione possibile, emergenza o altro può essere identificata soltanto attraverso la comunicazione tra il computer della nave ed il centro di controllo terrestre.

Come funzionano le comunicazioni tra computer della nave e stazione di controllo sulla Terra?

A questo punto, occorre comprendere quello che è il funzionamento tra il computer di bordo di una nave spaziale ed il centro di controllo presente sulla Terra. Ogni missione spaziale solitamente si serve di un sistema di comunicazione in orbita in grado di intercettare quelli che sono i dati trasmessi dal computer.

Il componente a bordo della navicella ha infatti il compito di trasmettere costantemente il proprio stato e le ultime operazioni compiute. Inoltre, il computer della nave spaziale con a bordo gli astronauti trasmette anche i dati inerenti alle distanze percorse fino a quel momento, in base al piano della missione stilato in precedenza. C’è poi un metodo diverso per quanto riguarda le comunicazioni tra la Terra e le navicelle che percorrono lo spazio profondo ed ancora inesplorato dagli esseri umani.

Difatti, quest’ultime vengono gestite attraverso un sistema di comunicazione definito DSN, acronimo che sta per Deep Space Network. Questi grossi ricevitori presenti in alcune zone della Terra riescono a captare i dati dei computer di quelle navicelle senza equipaggio mandate in avanscoperta nello spazio profondo. Le antenne che compongono il sistema DSN sono incredibilmente grandi ed ad esempio la NASA dispone che queste strutture vengono posizionate in zone specifiche della Terra, come il deserto del Mojave in California.

Comunicazioni attraverso i satelliti

Infine, occorre specificare quelle che sono le comunicazioni per i diversi satelliti. Le comunicazioni tra questi strumenti sono l’ultimo tassello per comprendere appieno come avvengono le trasmissioni audio e di dati nello spazio. Ecco dunque tutto ciò che c’è da conoscere in merito alle comunicazioni tra satelliti.

Comunicazioni per satelliti: perché sono importanti?

I satelliti svolgono un ruolo eccezionale in ogni tipologia di comunicazione che proviene dallo spazio. Dunque comprendere la comunicazione per satelliti non è da sottovalutare. In primo luogo, i dati trasmessi dai diversi satelliti possono essere scambiati per riuscire a comprendere se i dati rilasciati dalle navicelle e dagli astronauti sono sicuri e verificati. Avendo una comunicazione efficiente tra un’intera rete di satelliti, è possibile riuscire ad ottenere eccellenti risultati, dal momento che questi strumenti sono essenziali per le altre comunicazioni che vengono effettuate all’interno dello spazio.

Comunicazione per satelliti: come funziona?

La comunicazione per satelliti funziona in modo particolare. Questi strumenti possono comunicare i modi diversi. Le onde generalmente utilizzate per i satelliti presenti nello spazio sono le microonde. Queste onde radio hanno un range che oscilla tra 1 GigaHertz e 300 GigaHertz. Le microonde utilizzate per riuscire a comunicare per i satelliti nello spazio rientrano in quelle categorie di banda che sono definite come UHF, SHF ed EHF.

Il concetto in pratica è molto più semplice se non si spiega in termini tecnici. Praticamente, viene emesso un segnale da una fronte primaria che in questo caso può essere una nave in orbita o una stazione presente nello spazio. Questo segnale viene ripreso dall’apparecchiatura presente all’interno del satellite. Dopo aver identificato i dati, quest’ultimi vengono ritrasmessi in una posizione specifica, vale a dire quella di una regione della Terra o una particolare posizione nello spazio.

In questo modo, la comunicazione funziona in modo efficace. Generalmente, un satellite generale possiede un determinato tipo di transponder. Un transponder è una sorta di antenna che viene utilizzata per identificare un segnale proveniente da una fonte ben sicura. Ogni transponder quindi, identificherà una propria fonte o la amplierà permettendo a quest’ultima di essere ricevuta in modo chiaro e preciso.

Quali sono le novità presenti nel settore della comunicazione spaziale?

La comunicazione spaziale al giorno d’oggi funziona in modo stupefacente. Si è capaci di comunicare in modo preciso senza problemi. Tuttavia, questa scienza, come tutte le altre non è mai statica. Difatti, la comunicazione spaziale deve sempre essere migliorata, dal momento che le destinazioni delle missioni spaziale puntano allo spazio profondo ed in alcune zone l’uomo non è ancora riuscito ad arrivare. Ecco quindi una rapida panoramica tra quelle che sono le novità più entusiasmanti previste nei prossimi anni.

– Novità per le comunicazioni tra astronauti: la prima novità è quella relativa alle comunicazioni tra astronauti. Difatti, alla NASA si sono resi conto che occorre fornire un sistema di comunicazione più efficiente, che permetta agli astronauti di parlare come se non avessero addosso la pesante e costosa attrezzatura spaziale. In effetti, per il 2020 è già prevista una nuova tuta spaziale che gli astronauti potranno utilizzare ed in questo nuovo sistema è previsto un sistema di comunicazione migliorato. In particolar modo, si pensa che il sistema radio degli astronauti possa essere wireless e possa anche essere spostato in diverse zone della tuta, senza creare interferenze.

Novità per le comunicazioni con le navicelle spaziali: negli ultimi tempi, l’uomo sta usando sempre di più nella scoperta dello spazio. In effetti, si stanno raggiungendo mete sempre più lontane ed anche il pianeta Marte sembra essere diventata una meta vicina, raggiungibile in qualsiasi momento. Ma che dire quando le spedizioni dovranno raggiungere luoghi quasi impensabili? A questo proposito, la NASA ha pensato per bene di sviluppare un nuovo sistema di comunicazione che permetta al sistema di controllo presente sulla Terra ed alla navicella di ricevere e trasmettere dati senza problemi di alcun genere.

Infatti, facendo alcuni calcoli matematici, alla NASA sono arrivati alla conclusione che Marte e la Terra possono avere distanza variabile a seconda dell’orbita che percorrono intorno al Sole. Durante il loro tragitto quindi, le comunicazioni potrebbero arrivare da più lontano o più vicino. Tuttavia, si deve calcolare il fatto che le onde radio, il mezzo principale attraverso il quale si trasmettono comunicazione o dati, viaggiano alla velocità della luce.

Sfruttando questo fattore, si può comprendere che le trasmissioni possono essere ricevuti, se naturalmente viene sviluppato un potente sistema di ricezione che deve essere ottimizzato sia sulla Terra sia sulla navicella che viaggia nello spazio. In media, gli scienziati alla NASA stimano che le comunicazioni in questo caso avverrebbero in un tempo che oscillerebbe dai 3 ai 20 minuti. Un delay considerevole quindi, ma accettabile se si considerano le eccezionali distanze percorse. Alla NASA fanno sapere di lavorare duro per preparare la prossima frontiera dell’umanità e superarla. Chissà cosa riserva il futuro, ma per il momento è lecito sognare ed aspettarsi solo il meglio.

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