Pluto, Charon und die Sonde ''New Horizons''

[Agent Scullie]

Da bin ich jetzt aber doch etwas enttäuscht. Aus 200 Mio. km hätte ich doch eine bessere Auflösung erwartet.

[GForce]

Die Auflösung ist eigentlich ganz okay. Der Winkeldurchmesser Plutos beträgt aus der Entfernung nur etwa 2.4 Bogensekunden, wenn ich mich nicht verrechnet habe.

[Sternenkreuzer]

In Zukunft werden wir dann sicherlich ausführlichere Bilder sehen.
Weiss hier jemand wie die Bilder funktechnisch übermittelt werden? Bei den Sonden aus den 70ern waren es ja bestimmt noch keine Digitalfotos die dann auf der Erde ankamen. Heute dürften das viele kleine Nullen und Einsen sein, ne?
Deswegen vielleicht auch so ein gewisser Pixel-Effekt.

[Thomas W. Riker]

In Zukunft werden wir dann sicherlich ausführlichere Bilder sehen.
Weiss hier jemand wie die Bilder funktechnisch übermittelt werden? Bei den Sonden aus den 70ern waren es ja bestimmt noch keine Digitalfotos die dann auf der Erde ankamen. Heute dürften das viele kleine Nullen und Einsen sein, ne?
Deswegen vielleicht auch so ein gewisser Pixel-Effekt.

Die Daten werden mit schlappen 700 Bit/s übertragen.
Siehe wiki:
New Horizons ? Wikipedia
-> Kommunikation

Die Beobachtungen des Pluto-Systems enden 2 Wochen nach dem Vorbeiflug, danach dauert die Übermittlung der Daten mehrere Monate!

[Spocky]

@ TWR: Da steht, dass sie mit 700 bit/s beim Pluto sendet und am Jupiter noch 38 kbit/s. Im englischen Artikel steht von den 700 gar nichts, sondern nur die 38 und dass es beim Pluto noch etwa 1 kbit/s sein werden.

Zum Vergleich: Die Voyagersonden hatten beim Jupiter etwa 1,4 kbit/s und aktuell bei Voy1 0,016 kbit/s

[Thomas W. Riker]

700 bit/s sind ja auch approximately 1 kbit/s.

Für die erwarteten 8 GigaBytes an Daten wird man dann schon einige Zeit für die Übermittlung brauchen.

Edit:
Da kommt man aber mit ein paar Monaten und 700 bit/s nicht hin:

700 bit/s sind ~ 60,5 Mbit/d. Da braucht man für 8 GigaBytes ca 1000 Tage oder fast 3 Jahre, wobei die Rate mehrere AU hinter Pluto noch weiter sinken dürfte.
Dann würde evtl auch schon die Beobachtung eines TNOs anfangen.

[Bynaus]

Bei den Sonden aus den 70ern waren es ja bestimmt noch keine Digitalfotos die dann auf der Erde ankamen. Heute dürften das viele kleine Nullen und Einsen sein, ne?

Wie stellst du dir das Heimschicken von analogen Bildern denn vor? Per Flaschenpost? Im ernst, natürlich waren das auch digitalisierte Bilder, vermutlich das, was wir Bitmaps nennen würden - also letztlich Nullen und Einsen. Den "Pixel-Effekt" gab es entsprechend auch damals.

[Spocky]

Wie stellst du dir das Heimschicken von analogen Bildern denn vor? Per Flaschenpost? Im ernst, natürlich waren das auch digitalisierte Bilder, vermutlich das, was wir Bitmaps nennen würden - also letztlich Nullen und Einsen. Den "Pixel-Effekt" gab es entsprechend auch damals.

Analoges Fernsehen wurde damals ja auch über den "Äther" geschickt, also so unberechtigt ist die Frage nicht . Die Frage ist nur, wie viel von dem Signal überhaupt noch auf der Erde angekommen wäre.

[xanrof]

Bei den Sonden aus den 70ern waren es ja bestimmt noch keine Digitalfotos die dann auf der Erde ankamen. Heute dürften das viele kleine Nullen und Einsen sein, ne?
Deswegen vielleicht auch so ein gewisser Pixel-Effekt.

Tatsächlich wurde auch in den 70ern schon "gescannt". Ganz genau genommen sogar schon in den 30-40er Jahren, als sie ersten Fernsehkameras entwickelt wurden.

Ich versuche mal, es laienverständlich zu erklären:

Man benutzte Bildaufnahmeröhren, in denen ein Elektronenstrahl eine lichtempfindliche Schicht ("Sensor") in einem Rasterverfahren beschoss. Diese Raster waren damals natürlich sehr grob, zB 100 x 100 Positionen*.

Man hatte also eine etwas durchsichtige Sensorplatte, die von vorne mit der Lichtinformation (d.h. dem Bild) aus der Kameraoptik "versorgt" wurde, d.h. das Bild wurde auf die Platte projeziert. Gleichzeitig wurde die Platte von hinten mit einem Elektronenstrahl abgetastet. Zudem wurde konstant die Spannung zwischen der Platte und dem Gehäuse gemessen.

Traf der Elektronenstrahl die Platte, wurde eine Spannung erzeugt. Diese Spannung änderte sich mit der Helligkeit an dieser Stelle. Traf der Elektronenstrahl eine helle Stelle, wurde eine andere Spannung gemessen als wenn der Strahl eine dunkle Stelle traf.

So erhielt man eine Sequenz aus zB 100x100 = 10000 Spannungswerten, die ein Bild repräsentieren.

Die Sequenz konnte man danach im umgekehrten Prozess wieder zu einem Bild zusammensetzen, eben in einem Fernsehapparat. Oder man konntedie Werte über Funk verschicken - eben auch quer durchs Sonnensystem.

* Die Voyager-1 Sonde benutzte für die optische Bilderfassung eine Röhre mit 800x800 Pixel.

[Sternenkreuzer]

Wenn ich digitale Signale sende, dann habe ich theoretisch mehr Möglichkeiten. Gibt es Datenlücken bei der Übertragung kann ich die Übertragung des Datensatzes wiederholen und dann die Lücke füllen. Zusätzlich gibt es evtl die Möglichkeit des Oversamplings (so heisst es ja wenn nen kleiner Fehler auf der CD ist und das Gerät das aber ausgleicht).

Kann sein dass ich jetzt Analogtechnik und Digitaltechnik durcheinander werfe. Bin da leider kein Experte.
Ich meine halt: Wenn bei einer analogen Übertragung ne Störung drin ist, dann sieht das anders aus als wenn man zB bei ner digitalen Übertragung nen Fehler drin hat.
In beiden Fällen kann man Gegenmaßnahmen einleiten aber die sind unterschiedlich.

By the way: Dass man Daten grundsätzlich doppelt übermittelt kenne ich von den Speicherungen von Daten auf Bandmaschinen in den 70ern und frühen 80ern.
So nach dem Motto: Doppel gemoppelt hält besser.

[Spocky]

Fehler kriegt man im analogen Bereich kaum noch raus. Im Digitalen kommen Fehler eigentlich überhaupt erst rein, wenn sie über einer gewissen Schwelle liegen und dann kann m an sie auch noch eher ausbügeln.

[xanrof]

Wenn ich digitale Signale sende, dann habe ich theoretisch mehr Möglichkeiten. Gibt es Datenlücken bei der Übertragung kann ich die Übertragung des Datensatzes wiederholen und dann die Lücke füllen. Zusätzlich gibt es evtl die Möglichkeit des Oversamplings (so heisst es ja wenn nen kleiner Fehler auf der CD ist und das Gerät das aber ausgleicht).

Kann sein dass ich jetzt Analogtechnik und Digitaltechnik durcheinander werfe. Bin da leider kein Experte.
Ich meine halt: Wenn bei einer analogen Übertragung ne Störung drin ist, dann sieht das anders aus als wenn man zB bei ner digitalen Übertragung nen Fehler drin hat.
In beiden Fällen kann man Gegenmaßnahmen einleiten aber die sind unterschiedlich.

ok, der Reihe nach

"Sampling" ist die Abtastrate, mit der ein analoges Signal gemessen wird, also eine regelmäßige (!) Messung der Signalstärke. Diese Abtastrate ist natürlich von der Frequenz des zu messenden Signals abhängig: hohe Frequenz - viele Messungen, niedrige Frequenz - wenige Messungen. Es gibt hierzu eine Formel, mit der man die minimale Abtastrate für eine gegebene Frequenz errechnet - aber das würde jetzt hier vielleicht zu weit führen.

"Oversampling" heißt nun, dass deutlich häufiger gemessen wird (also die Abtastrate höher ist) als unbedingt nötig. Das bedeutet, dass eventuell verlorene Messwerte ausgeglichen werden können, indem man zB den Mittelwert der unmittelbar vor und hinter dem verlorenen Wert liegenden Daten errechnet.

Nebenbei: Bis hierher zählt das alles noch zur Analogtechik. Digital wird es erst, nachdem man aus den jeweiligen Messwerten eine digitale Zahl gemacht hat.

Tatsächlich lassen sich digitale Daten besser übertragen, da man Übertragungsfehler sicherer erkennen kann. Ein konstantes analoges Signal schwankt immer etwas, das ist normal und nennt man Rauschen. Jedesmal, wenn ein Signal bearbeitet wird, erhöht sich der Anteil des Rauschens, bis man im Extremfall nichts mehr unterscheiden kann. Das gilt natürlich besonders, wenn das Signal nicht konstant ist, sondern zB Informationen (Sprache, Musik, Spannungswerte=analoge Pixelinformationen=Bilder) überträgt.
Bei digitalen Daten und deren Verarbeitung sind diese Schwankungen auch vorhanden, aber weniger bedeutsam.

Beispiel: Ein digitales Signal hat ja entweder den Wert "0" (= keine Spannung) oder "1" (Spannung vorhanden). "1" könnte man nun zB als 5 Volt definieren. Für den Empfänger eines digitalen Signals spielt es nun (naja fast) keine Rolle, ob der Wert nun 5.05 Volt, 4.98 Volt oder sogar nur 4 Volt beträgt, es wird als "Spannung vorhanden" = "1" interpretiert.

By the way: Dass man Daten grundsätzlich doppelt übermittelt kenne ich von den Speicherungen von Daten auf Bandmaschinen in den 70ern und frühen 80ern.
So nach dem Motto: Doppel gemoppelt hält besser.

Besser noch dreifach! Wenn man nur zwei unterschiedliche Werte hat, welcher ist dann der Richtige? Da hilfr nur blankes Raten.
Bei drei Werten kann man immerhin mit einer Wahrscheinlichkeit von 67% den richtigen Wert schätzen.

[Sternenkreuzer]

Danke für die Erklärung.

Ich müsste mich mal etwas mehr einlesen. Zb würde mich mal interessieren wie man damals den Viking Kapseln auf dem Mars per Funk Befehle gegeben hat.
Könnte man sagen dass das angesprochene Bitmap-Format so ne Art "paketorientierte" Übertragung ist?

[Thomas W. Riker]

Danke für die Erklärung.

Ich müsste mich mal etwas mehr einlesen. Zb würde mich mal interessieren wie man damals den Viking Kapseln auf dem Mars per Funk Befehle gegeben hat.
Könnte man sagen dass das angesprochene Bitmap-Format so ne Art "paketorientierte" Übertragung ist?

Hat mich auch interessiert:

http://www.bernd-leitenberger.de/viking.shtml

[Traumdoyle]

Thomas, du solltest noch den Link ändern, es sollte viking statt vikin heißen
Ansonsten, um was zum Thema beizutragen: ich freue mich auf die Bilder!