Derfor sender Curiosity ikke Full HD-film hjem fra Mars

Nasa kunne sagtens have skruet op for billedkvaliteten, så Curiositys landing på Mars havde stået knivskarpt. Læs hvordan datalinket fungerer - og hvorfor vi indtil videre må leve med kornede stillbilleder fra robotten på naboplaneten.

Når Nasa nu har brugt milliarder af dollars på at sender robotbilen Curiosity til Mars, hvorfor pokker har de så ikke smækket et ordentligt kamera på roveren?

Datalinket fra Curiosity kan via radiobølger sende op til 2 Mbit/sek til en af Mars' tre sonder, Nasa har i kredsløb om Mars, men hvis kommunikationen går direkte til jorden, sker det med sølle 800 bit/sek. Så selvom Nasa sagtens kunne skrue op for kamerakvaliteten, sætter radioforbindelsen en naturlig begrænsning på, hvor høj opløsning billederne tages i.

Hvis Nasa skulle skrue op for billedekvaliteten og sende HD-billederne ned fra Mars’ overflade, ville det ganske enkelt tage for lang tid at få materialet hjem til deres Mars-center. Den første tid i en mission er kritisk, og den skal bruges på at sikre, at alt udstyr virker. Og at det ikke kan bringe missionen i fare.

Derfor er de første datapakker designet, så de kun indeholder det absolut nødvendige information fra de enkelte systemer. For eksempel var det første billede fra roveren blot et thumbnail påp 64x64 pixel. Det viser, at der er hul igennem. Senere fik verden så det store billede. Hvert et sekund tæller i starten af missionen.

»Nasa har spurgt sig selv: 'Hvad vil vi opnå med denne mission?'. Og her har de forståeligt vægtet de ressourcer, som er til rådighed, frem for at at få billeder af høj kvalitet tilbage. Det hele starter med en checkout-fase, og senere kommer HD-billederne til videnskabelig brug,« siger civilingeniør René Fléron fra DTU Space til Version2.

Og han fortsætter:
»Jeg tvivler dog på, at Nasa kaster HD-billeder ud til højre og venstre, før de selv har fået lejlighed til at studere dem grundigt og drage eventuelle konklusioner.«

Utrolig bedrift

Curiosity-roveren har adskillige kameraer, heriblandt to kameraer på dens mast, som potentielt set kan optage i HD-kvalitet og tage still-billeder med op til to megapixels.

På Curiositys vej ned mod Mars’ overflade gjorde Nasa det, at de skruede kvaliteten af optagelserne ned til små thumbnails med en opløsning på 64x64. Selvom det var meget svært at se noget, havde Nasas teknikere lige præcis nok billedmateriale til at vurdere, om Curiosity var på vej til det rigtige sted.

»Vi kunne se, at den var i live, og at der ikke var sket noget fatalt. Så her var det oplagt ikke at skrue op for kvaliteten,« siger René Fléron til Version2.

Teknologien til videooptagelser på Jorden har flyttet sig markant de seneste år. Det sætter også pres på Mars-missionens leverance. Men ifølge René Fléron er hele processen, inklusive billedmaterialet, en kæmpe bedrift, som sjældent er set mage i rumfartens historie

»Mens roveren er på vej ned mod overfladen, timer Nasa det sådan, at programmets to kommunikationssatellitter kommer hen over Curiosity. Og de ved lige præcis, at de lander i det rette krater – og at den del af Mars’ overflade vender mod Jorden. Samtidig med det har de leveret billedmateriale, og det er utroligt,« siger René Fléron til Version2.

Tips og korrekturforslag til denne historie sendes til tip@version2.dk
Kommentarer (21)
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først
Rene Andersen

Man kunne da have sendt 3 eller flere kommunikations satellitter med op, hvis eneste formål var at placere sig jævnt fordelt imellem jorden og mars.
På denne måde kunne man formindske afstanden der skulle kommunikeres over. Derved kunne man øge båndbredden således at man kunne få bedre billeder / mere data ned til jorden.
Selve kommunikations satellitterne skulle blot fungere som en relay station og ikke være videre funktionelle.

Når man nu bruger 15 milliarder på projektet, kan jeg ikke se det ville have betydet den store forskel rent økonomisk.

  • 2
  • 12
Martin Schou

Ud fra deres pressekonferencer forstod jeg at de rent faktisk optager det hele i den fulde opløsning. Men at de vælger kun at hente thumbnails og jpeg komprimerede billeder her i starten. Senere vil de hente de rå ukomprimerede optagelser.

  • 5
  • 0
Stubbe F. Hviid

At sende data fra Mars er nu ikke nogen helt simpel ting.

For det foerste saa er der brug for en stor infrastruktur paa Jorden. NASA bruger det saa kaldte DSN naetvaerk (Deep Space Network) som bestaar af tre sites placeret hvaer ~120 grader rundt om Jorden (Madrid, Goldstone og Canberra). DSN bruger enten 34m eller 70m antenner. Disse antenner skal deles mellem alle flyvende missioner.

Curiosity roveren har mulighed for at sende data enten direkte til Jorden (DTE) med ~800bits/s eller via en UHF link til en af de sonder som er i bane om Mars (Odessy, MRO og Mars Express (ESA)). Data raten mellem roveren og sonden er hoej (~2Mbit/s som artiklen skriver), men man skal huske at sonden bevaeger sig meget hurtigt relativt til roveren, saa der er kun et meget kort tids vindue hvor data kan sendes (~10 minuter saa vidt jeg husker). Data transmission er ogsaa et spoergsmaal mod energi hvilket dog er et lidt mindre problem for Curiosity da denne rover er atom dreven.

Data kan transmiteres fra Mars med op til 1 Mbit/s via MRO sonden (Xr band) men den baandbredde skal deles med de videnskabelige instrumenter som er paa selve sonden.

Man kan typisk regne med 150-300 Mbit total downlink fra en lander paa Mars per dag.

  • 9
  • 0
Thue Kristensen

Datalinket fra Curiosity kan via radiobølger sende op til 2 mbit/sek til en af Mars' sonder, Nasa har i kredsløb om Mars, men hvis kommunikationen går direkte til jorden, sker det med sølle 800 bit/sek.

Hvis Curiosity->sonde går med 2 mbit/s = 0,002 bit/s, så er det da klart det langsomste led.

  • 3
  • 10
Anonym

Jeg finder det spændende, og mon ikke der gøres hvad der ligger inden fokr mulighederne.

" Perlerne "
Man kan ikke få signalet til at gå hurtigere, selv om man sætter flere sattelitter op. Man kan måske øge båndbreden, men forsinkelsen vil fortsat være der.

Jeg ved ikke hvordan man gør, når bla. Solen skygger.
Det skulle være muligt at komme uden om det problem, ved at sætte en eller flere relæ satteliter i bane om solen. Man kan vist oven i købet have 4 i stationær position, set i forhold til solen / indbyrdes afstand.
Nogen der ved hvad man benytter ?

  • 1
  • 0
Stubbe F. Hviid

Orbiter sonderne omkring Mars er ikke i stationaer bane. De flyver i en polaer bane ca 200 km over Mars overfladen med en omloebstid paa et par timer (off my head). Samtidigt saa flytter banen sig relativt til Mars overfladen fordi Mars drejer. I princippet er der to muligheder for at sende data per dag, nemlig de to tidspunkter hvor landing site passerer under orbiter banen (nat og dag saa at sige). Man bruger naarmalt kun dag passagen til data transmission pga. energi begraensninger.

  • 1
  • 0
Anonym

@ Stubbe F. Hviid

Jo, har forstået det med link mellem Mars og orbiter.
Hvordan man sikrer signal videre til jorden, var jeg i tvivl om.
Solen må jo være i vejen, en del af tiden. ( skygge for signalet )

  • 0
  • 0
Henrik Mikael Kristensen

Det er et problem, da Mars blokeres af solen i nogle uger omkring hvert 780 dage.

ESA har studeret problemet og er kommet med et forslag om at indsætte en satellit i et skævt kredsløb omkring Mars med højde nok til at dække en større del af Mars' overflade, hvilket både løser problemet med solen og giver længere tid til kommunikation med overfladen.

http://www.esa.int/esaMI/Operations/SEM1OFYRA0G_0.html

  • 2
  • 0
Dan Neil

Ynkelig båndbredde. Der skulle selvfølgeligt være et par satelliter omkring Mars der kunne levere fast forbindelse med høj båndbredde til Jorden så video var live HD i farver. Men istedet får vi en billedkvalitet der ikke engang kommer tæt på Hitler's 1939 TV transmission. Nasa er så idiotiske at det er svært at tro det ikke er med vilje.
Ligeledes spilder de 2 uger før roveren overhovedet vil bevæge sig og selv det er kun en 1 meters testkørsel. Roveren har en topfart på 2cm/s

  • 0
  • 21
Henrik Mikael Kristensen

Normalt ville jeg være enig, da NASA bruger mange penge på ting, jeg ikke finder nødvendige, og har forkerte mål mht. at komme tilbage til Månen.

Men når man pt. har kun tre rovere på plads, er det ikke så nemt at få øje på den umiddelbare fordel ved at eliminere nogle dages ventetider på billeder og målinger, ud over at tilfredsstille offentligheden.

Man skal spørge sig selv om det giver mere og bedre videnskabeligt udbytte med Curiosity, at have ekstra satellitter i kredsløb i forhold til nu, for dataene skal jo nok komme ned, og bliver analyseret i flere år efter de er hentet.

Desuden koster det penge, ikke bare at sende flere satelliter til Mars, men også at holde øje med dem og foretage den nødvendige vedligeholdelse.

Ligeledes spilder de 2 uger før roveren overhovedet vil bevæge sig og selv det er kun en 1 meters testkørsel. Roveren har en topfart på 2cm/s.

NASA skal beskytte et flere milliarder kroner dyrt videnskabeligt instrument, og erfaringer fra de to tidligere rovere viser at "uforsvarlig" langdistance kørsel blot resulterede i at den ene rover næsten kørte uhjælpeligt fast i blødt sand. Det er simpelthen uacceptabelt at køre hurtigere, og at uhensigtsmæssigt ødelægge Curiositys ekstremt nøje planlagte mission kan få konsekvenser for, hvor mange penge NASA får til fremtidige Mars missioner.

  • 7
  • 0
Anonym

Jeg forventer, at alt er planlagt i mindste detalje. Med backup rutine for hver eneste lille detalje.
Hver eneste beslutning der tages, bør først og fremmest tage hensyn til missionen, alt andet er sekundært.

En sådan planlægning og styring, kunne man i øvrigt lære en d af her hjemme.
Så ville der være sparet mange digitale kroner.......

  • 1
  • 0
Jesper Poulsen

Nasa er så idiotiske at det er svært at tro det ikke er med vilje.

Det er med vilje. Curiosity er ikke sendt til Mars for, at du skal se en live-HD onboard transmission af et rallyløb på Mars.

Den er et videskabeligt instrument der bl.a. har muligheden for at optage stillbilleder og video.

Hvis du vil opleve rally, så fis ind på Youtube eller endnu bedre, fis ud i en rallybil.

  • 3
  • 0
Peter Johan Bruun

Dan, hvis du er utilfreds kunne du jo melde dig til Mars One projektet....http://www.youtube.com/watch?v=n4tgkyUBkbY&hd=1

Så kunne du selv komme med, deltage i et reality show sponsoreret af seerne, og få set Mars i mere end 720hd. Jeg er sikker på at hvis du giver den som en rigtig reality stjerne kan du også få en rally bil med.

Eneste hage er at der ikke er råd til hjemturen :(

  • 3
  • 0
Rasmus Skovmand

@Dan Neil
Du ønsker live transmission i HD fra Mars. Ja det lyder da som en god ide. Men ehh, hvad skal vi bruge det til? Betegnelsen "idiot" må være det sidste man kan hæfte på en organisation, der igen og igen skubber til grænserne for menneskets formåen.

  • 2
  • 0
Mogens Hansen

... i betragtning af, at mit første modem kun kørte med 300bit/s. Og det kun til Europæiske tlf numre. Skulle man kommunikere over atlanten, var kvaliteten af linierne så dårlig, at jeg måtte skrue hastigheden ned til 150bit/s.

Det var 25-30 år siden. Jeg er sgu lidt imponeret over, at vi er nået til 800bit/s mellem planeter!

  • 3
  • 0
Log ind eller Opret konto for at kommentere