Juste pour mettre les choses en perspective:
1. New Horizons est vraiment loin de la Terre.
Au moment de l’approche la plus rapprochée, New Horizons se trouvait à plus de 6 600 000 000 kilomètres de la Terre. C'est environ 6 heures-lumière. Et le vaisseau spatial continue de s’éloigner d’environ 14 kilomètres par seconde.
2. Les transmissions de plus loin sont plus faibles.
La loi des carrés inverses stipule que l'intensité d'éléments tels que les signaux radio et les sources de lumière (énergie par unité de surface perpendiculaire à la source) est inversement proportionnelle au carré de la distance. Cela signifie que si nous doublons la distance, nous ne recevons qu'un quart de l'énergie.
3. New Horizons n’a que beaucoup de pouvoir avec lequel travailler .
L'engin spatial est alimenté par un seul RTG (générateur thermoélectrique à radio-isotopes) contenant environ 11 kg de plutonium 238. Au lancement, cela produisait 245 watts (à 30 volts de courant continu) de puissance, mais en raison de la désintégration radioactive, cette puissance était tombée à 200 watts lors du survol de Pluton en juillet 2015 et à 190 watts en janvier Survol du MU69 2019.
Pour la transmission de données, il possède une antenne parabolique à gain élevé de 2,1 mètres de diamètre, une antenne parabolique à gain moyen de 30 cm de diamètre et deux antennes à large faisceau à faible gain. Le faisceau à gain élevé a une largeur de 0,3 degré et le faisceau à gain moyen une largeur de 4 degrés (utilisé dans les situations où le pointage risque de ne pas être aussi précis). Le système radio de New Horizon est alimenté par un TWTA (amplificateur à tube à ondes progressives), qui consomme 12 watts. (C'est à peu près la même chose qu'une ampoule CFL moderne !)
Il y a en réalité deux TTT pour la redondance; une avec une polarisation circulaire gauche et une avec une polarisation circulaire droite. Après le lancement, ils ont découvert une astuce consistant à utiliser les deux TWTA en même temps, ce qui a multiplié par 1,9 le taux de transfert de données. Ils ont utilisé ce mode deux TWTA pour récupérer plus rapidement toutes les données du survol de Pluton .
4. Il y a une limite à la sensibilité des antennes sur Terre.
Même si nous écoutons les émissions de New Horizon avec d'énormes antennes paraboliques de 70 mètres provenant du Deep Space Network , il arrive un moment où il devient difficile de discerner le signal parmi une mer de bruit blanc et d'autres interférences, car le signal est si faible. .
Voici le plat de 70 mètres de Madrid. Il est difficile de faire beaucoup mieux que cela.
5. Il faut donc limiter la vitesse de la liaison descendante à cause du signal très faible.
Comme indiqué dans la réponse de The_Sympathizer , le rapport signal sur bruit diminue lorsque le signal diminue, vous devez donc transmettre les données plus lentement pour vous assurer que les données que vous recevez sont correctes.
La NASA a une page interactive très soignée qui montre ce que fait chaque antenne du DSN en ce moment. Voici une capture d'écran du 3 janvier 2019, 01h11 UTC:
Comme vous pouvez le constater, le signal que cette parabole reçoit de New Horizons n’est que de 1,29E-18 W en puissance. C'est 1,29 attowatts. C'est extrêmement faible.
Ainsi, à cause du faible signal, il semble que les gens de la NASA aient décidé de limiter le débit de la liaison descendante à environ 1 000 bits par seconde (125 octets par seconde), afin d'obtenir un équilibre optimal entre l'intégrité des données et la vitesse de la liaison descendante.
À titre de comparaison, la page d'accueil https://google.ca (lorsque vous n'êtes pas connecté) affiche environ 1 Mo. Ainsi, si vous tentiez d'ouvrir la page d'accueil Google à la vitesse de la liaison descendante de New Horizons, le chargement complet de la page prendrait plus de 2 heures .
6. Il y a beaucoup de données.
New Horizons était occupé pendant le survol. Il a collecté environ 50 gigabits de données (6 Go). Donc, à 1 000 bits par seconde, en marche et en arrêt (la conjonction solaire dont Luis G. a indiqué qu'elle retardera également brièvement le transfert des données), il faudra environ 20 mois pour que l'ensemble des données de survol Ultima soit envoyé. de retour sur Terre.
En comparaison:
- Au cours du survol de Pluto en juillet 2015, la vitesse de liaison descendante était d'environ 2 000 bits par seconde et il a fallu environ 15 mois pour télécharger les 55 gigabits (7 Go) de données Pluto.
- Lors du survol de Jupiter en février 2007, la vitesse de liaison descendante était d’environ 38 000 bits par seconde.
Lectures supplémentaires: Voici une question connexe intéressante: Comment calculer le débit de données de Voyager 1?