โทรศัพท์บ้านกล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์เป็นอย่างไร?

เมื่อพูดถึงสิ่งมหัศจรรย์ทางวิศวกรรมอย่างกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์

เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องนั้นมีความเชี่ยวชาญเป็นพิเศษจนคนทั่วไปสามารถเกี่ยวข้องได้อย่างแท้จริงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เรากำลังพูดถึงหอดูดาวอินฟราเรดซึ่งใช้เงิน 1 หมื่นล้านดอลลาร์เพื่อสร้างและดำเนินการที่อุณหภูมิ 50 K (−223 °C; −370 °F) ห่างจากโลก 1.5 ล้านกิโลเมตร (930,000 ไมล์) คุณคงคาดไม่ถึงอย่างแน่นอน เพื่อแบ่งปันส่วนต่างๆ กับแล็ปท็อปที่ล้ำสมัยของคุณ

UFA Slot

แต่จะง่ายกว่ามากสำหรับประชาชนที่จะเข้าใจหากเป็นเช่นนั้น ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจเลยที่ในสัปดาห์นี้ เราเห็นเว็บไซต์เทคโนโลยีหลายแห่งที่พาดหัวข่าวเกี่ยวกับ “ไดรฟ์โซลิดสเตตขนาดเล็ก” ภายในกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ พวกเขาประหลาดใจกับความสามารถของหอดูดาวในการแสดงภาพที่น่าทึ่งด้วยพื้นที่เก็บข้อมูลออนบอร์ดเพียง 68 กิกะไบต์

ซึ่งเป็นตัวเลขที่ต่ำกว่าสิ่งที่คุณคาดหวังว่าจะได้เห็นบนสมาร์ทโฟนระดับกลางในทุกวันนี้ การมุ่งเน้นไปที่โซลิดสเตตไดรฟ์ (SSD) และความจุที่ค่อนข้างน้อยทำให้บทความเหล่านี้เป็นมาตรฐานที่ง่ายต่อการเข้าใจโดยผู้ชมหลัก แม้ว่าจะเป็นการเปรียบเทียบที่มีข้อบกพร่อง แต่ผู้อ่านกลับมีข้อเท็จจริงที่น่าสนุกเกี่ยวกับเครื่องทำน้ำเย็น – ” คอมพิวเตอร์ของฉันมีไดรฟ์ที่ใหญ่กว่า James Webb ”

แน่นอน เรารู้ว่า NASA ไม่ได้โจมตี eBay สำหรับ Samsung EVO SSD ที่ล้าสมัยเพื่อตบเข้าไปในหอดูดาวอวกาศรุ่นต่อไป ความจริงก็คือไดรฟ์โซลิดสเตตหรือที่รู้จักอย่างเป็นทางการในชื่อ Solid State Recorder (SSR)นั้นสร้างขึ้นมาเพื่อตอบสนองความต้องการที่แน่นอนของภารกิจของ JWST; เหมือนกับส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งหมดบนยานอวกาศ ในทำนองเดียวกัน ความจุ 68 GB ที่ค่อนข้างผิดปกติไม่ได้เป็นเพียงตัวเลขบางส่วนเท่านั้น แต่ยังคำนวณได้อย่างแม่นยำตามความต้องการของเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์บนเครื่องบิน

ด้วยข่าวลือมากมายเกี่ยวกับความจุของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ หรือที่ขาดไปในข่าว ดูเหมือนว่าเป็นเวลาที่ดีที่จะดำดิ่งลึกลงไปในระบบย่อยเฉพาะของหอดูดาวแห่งนี้ SSR ใช้งานอย่างไร วิศวกรใช้ความสามารถเฉพาะนั้นอย่างไร และการออกแบบเป็นอย่างไรเมื่อเปรียบเทียบกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นก่อน เช่น ฮับเบิล

ความเร็วสูงในห้วงอวกาศความต้องการด้านการสื่อสารของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ทำให้วิศวกรมีความท้าทายที่น่ากลัวเป็นพิเศษ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ ยานอวกาศจะต้องอยู่ห่างจากโลก แต่ในขณะเดียวกัน ต้องใช้แบนด์วิธจำนวนมากในการส่งคืนข้อมูลที่รวบรวมทั้งหมดในเวลาที่เหมาะสม

เพื่ออำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนข้อมูลนี้ JWST มีเสาอากาศรับสัญญาณสูง (HGA) แบบ Ka-band เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.6 เมตร (2 ฟุต) บนตัวยึดแบบข้อต่อที่ช่วยให้สามารถชี้กลับไปยังพื้นโลกได้โดยไม่คำนึงถึงทิศทางปัจจุบันของหอดูดาวในอวกาศ ลิงก์ Ka-band นี้ให้แบนด์วิดท์สูงสุดทางทฤษฎีที่ 3.5 MBps ผ่านDeep Space Network (DSN) ของ NASAแม้ว่าอัตราข้อมูลที่ทำได้จริงจะขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย

เสาอากาศ Ka-band ของ JWST (ซ้าย) ถัดจากเสาอากาศ S-band telemetryน่าเสียดายที่ลิงก์ความเร็วสูงนี้กลับมายังโลกไม่ได้เสมอไป เนื่องจาก DSN จำเป็นต้องเล่นปาหี่เพื่อสื่อสารกับยานอวกาศที่อยู่ห่างไกลจำนวนมาก ด้วยการใช้งานเครือข่ายในปัจจุบัน JWST ได้รับการจัดสรรสองกรอบเวลาสี่ชั่วโมงในแต่ละวันสำหรับการส่งข้อมูล บนกระดาษ หมายความว่ายานอวกาศควรจะสามารถส่งข้อมูลมากกว่า 100 GB กลับสู่โลกภายในระยะเวลา 24 ชั่วโมง แต่ในทางปฏิบัติ ยังมีประเด็นอื่นๆ ที่ต้องพิจารณา

ประการหนึ่ง เสาอากาศกำลังสูงไม่สามารถติดตามโลกได้อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากการเคลื่อนที่ของมันทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเล็กน้อยซึ่งอาจทำลายการสังเกตการณ์ที่ละเอียดอ่อน แต่จะเคลื่อนที่ทุกๆ 2.7 ชั่วโมงเพื่อให้โลกอยู่ในรัศมีความกว้างของเสาอากาศ การสังเกตการณ์จะถูกจัดกำหนดการไว้ประมาณนี้ทุกครั้งที่ทำได้ แต่ความขัดแย้งก็จะเกิดขึ้นในที่สุด การส่งข้อมูลความเร็วสูงจะต้องถูกตัดให้สั้นลง หรือการสังเกตการณ์ระยะยาวจะต้องหยุดชั่วคราวในขณะที่ปรับเสาอากาศใหม่ ผู้วางแผนภารกิจจะต้องชั่งน้ำหนักทางเลือกของตนอย่างรอบคอบ โดยปัจจัยในการตัดสินใจน่าจะเป็นความสำคัญทางวิทยาศาสตร์ของการสังเกตที่เป็นปัญหา

นอกจากนี้ยังมีการหยุดทำงานที่ต้องพิจารณาที่ปลายทั้งสองของลิงก์ DSN อาจไม่สามารถรับการส่งสัญญาณได้ชั่วคราว หรืออาจมีปัญหาบนยานอวกาศที่ขัดขวางไม่ให้ทำการออกอากาศตามกำหนดการเป็นประจำ ระหว่างความท้าทายด้านลอจิสติกส์ที่เกี่ยวข้องกับ downlink มาตรฐานของหอดูดาวและความเป็นไปได้ของความล่าช้าในการสื่อสารที่คาดไม่ถึง วิธีเดียวที่ James Webb หวังว่าจะทำการสำรวจได้ตลอด 24 ชั่วโมงก็คือการใช้แคชข้อมูลขนาดใหญ่บนเครื่องบิน

 

 

 

UFA Slot

Releated