Imaginez que je mette une sonde flottante à l'intérieur de l'océan sous-glaciaire d'Encelado ou d'Europa: quelle puissance ma radio devrait-elle avoir pour pouvoir communiquer depuis une surface externe avec la sonde? Ou, en d'autres termes, quelle est l'atténuation que 100 km de glace solide causent à un signal radio à, disons, une fréquence UHF?
rf
communication
jumpjack
la source
la source
Réponses:
Je ne peux pas répondre directement à cela, mais la Nasa sonde les calottes glaciaires du Groenland avec un radar d'avion pour trouver la profondeur du substratum rocheux. Voici ce qu'ils disent de la glace et des ondes radio: -
Cela est venu d' ici et il est intéressant de noter qu'il s'agit d'un radar et nécessite une réflexion du substratum rocheux pour revenir à travers la glace vers l'avion récepteur. J'imagine que la puissance réfléchie est une fraction de la puissance incidente atteignant la roche, alors vous pourriez peut-être obtenir 10 fois cette distance à travers une couche de glace solide avec une transmission à sens unique.
Voici le genre d'image qu'ils obtiennent: -
Il me semble que + 3 km est possible avec le radar. Je ne sais pas quel est l'angle du faisceau radar, il est donc impossible de calculer la puissance incidente à la surface de la glace - la transmission de l'avion pourrait être un radar pulsé de 1 MW avec un angle de faisceau très serré produisant une puissance incidente à la surface supérieure de la glace de centaines de watts. De plus, la réflexion du substratum rocheux ne sera pas un faisceau étroit - cela signifie que la puissance réfléchie en arrière sera répartie finement à mesure que la distance augmente (voir les équations de Friis ). De plus, la puissance reçue à l'avion sera beaucoup plus petite que celle émise par la surface de la glace - voir à nouveau les équations de Friis.
Addenda
J'ai pensé à la perte de liaison pour l'application radar: -
Ces pertes ne seront pas rencontrées par une simple transmission à travers la glace - les antennes d'émission et de réception sont situées dans la glace ou à sa surface. Tout cela est de bon augure pour pouvoir transmettre dans une seule direction à travers de grandes distances de glace.
la source
En supposant qu'il se comporte de la même manière que la glace d'eau sur Terre, certaines mesures ont été faites de l'atténuation RF de la plate-forme de glace Ross en Antarctique . La longueur d'atténuation s'est avérée être de 300 à 500 m pour des fréquences de 75 MHz à 1,25 GHz.
(La longueur d'atténuation est la distance pour que le signal tombe à 1 / e ~ = 0,368 ~ = -4,3 dB, quelque peu analogue à la constante de temps)
Cela va être une atténuation assez intimidante pour une épaisseur de 100 km (quelque chose comme -950 dB). Ça n'arrivera pas.
La puissance dépendra bien entendu de la bande passante des signaux à transmettre.
Pour mettre les choses en perspective, le record de communication par rebond de la lune est quelque chose comme une puissance d'émission de 3 mW (atténuation de ~ -300 dB). Si nous avions 1 GW, ce serait un autre 115 dB, mais toujours bien en deçà de ce qui est requis.
la source
Actuellement, je travaille comme ingénieur radar pour le British Antarctic Survey, donc je pense que je peux vous aider.
La fréquence est importante La glace n'est (à part quelques lacunes spécifiques) aucun blocage aux fréquences MF mais aux fréquences HF et UHF et l'eau sont très similaires, presque suffisamment impénétrables.
Si vous maintenez votre fréquence suffisamment basse (en dessous de 2,4 MHz), je pense que (en supposant que la glace dont vous parlez est à base d'eau), vous aurez peu de problèmes avec la glace ... votre transmission continue vers l'espace et les signaux MF sont assez pauvres pour cela principalement en raison des interférences ionosphériques sur la terre. Je sais que le champ magnétique terrestre est très puissant, alors peut-être que sur certains corps, vous pourriez vous en tirer.
Quoi qu'il en soit, je pense que votre principal problème pourrait être de trouver une fréquence unique pour laquelle vous pouvez traverser la glace et toute perturbation atmosphérique. ce serait certainement le problème sur terre
la source