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はやぶさなどの宇宙探査機の通信について質問です。

mic********さん

2010/7/423:44:59

はやぶさなどの宇宙探査機の通信について質問です。

これらの探査機の捜査は無線による遠隔操作だとおもいますが、一体どの周波数でどのようなモードでの無線なのですか?

ちなみに、どのくらいの無線出力なのでしょうか。


下手するとだれかが横から勝手に無線操作してしまう、なんてことがあり得るかと思いますが、それはどうやって防いでいるのでしょうか。

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ss2********さん

編集あり2010/7/911:57:40

はやぶさ衛星は地球から3億キロ離れているイトカワ小惑星まで電波の到達時間に片道10分間もかかりますので、電波による遠隔操作ではなく、内蔵誘導コンピユータに記憶された飛行コースプログラムに沿って自分で認知、判断、行動するようにプログラムされています、しかし、不測の事態のトラブルのとき、、衛星が自分で判断できないときは、地上局へ、電波で問い合わせてきます、地上局は、衛星が発する微弱な衛星の位置を知らせる、ビーコン電波を、巨大なパラボラアンテナを、宇宙に向けて探します衛星からのトラブル箇所を報告してくるので、新しく修正された飛行プログラムを電波で送ってメモリーの情報を書き換えます、衛星の周波数は気象衛星、軍事衛星は8から12ギガヘルツのXバンド帯、テレビ放送衛星、通信衛星は12から18ギガヘルツのKuバンド帯、通信衛星は18から26ギガヘルツのKバンド帯、通信衛星は26ギガヘルツから40ギガヘルツのKaバンド帯です、衛星の健康状態を定期的に送ってくる電波形式はPCM(パルスコード変調)、です衛星の内部温度、太陽光発電パネルの発電状況、、姿勢制御スラスターロケットエンジンの燃料の残量、など、ひとつの電波チャンネルに時間ごとに区切って、多数のセンサーから得られた数値をパルス符号に変換して、大量のパルス符号を送ります、これらの信号は、エンコーダー回路で特定のコードで暗号化して地上へ送るので、、傍受しても解読できません、特定コード符号ナンバーが一致しないと元の信号には復元できないのです、ちょうど。ばらばらになったジクゾーパズルヲ小さな箱に入れたような状態で元の絵柄がわかりません、1ワードが8ビットにPCMコード化されています、無線電波出力は衛星搭載指向性アンテナの利得、搭載太陽光発電パネルの供給電力で左右されます、放送衛星では各家庭の低利得の小型パラボラアンテナでも受像できるように大きな電波出力120ワット、が必要ですが、衛星の健康状態などデーターリンクでは高感度、大型パラボラアンテナ地上局ですのでその1/10以下の出力で十分です
http://spaceinfo.jaxa.jp/ja/bs_3.html
太陽光発電パネルの電気で、電波を発生させるのに最初は、寿命が短く、大量の電気を消費して、大量を熱を出すTWAという進行波真空管で、寿命が短いので、予備の真空管回路を5つ搭載して、寿命が来ると、次ぎ次ぎと新しい真空管回路に切り替えていました、最新の衛星は、寿命が長く、消費電力が少ない、熱がわずかしかでないトランジスタ半導体回路となり、このような予備の回路は不要となり、衛星の設計運用期間まで、安定動作が確保できるようになり、省エネ設計のため太陽光発電パネルの面積が少なくて済み、その重さだけ、衛星の運用寿命を決める姿勢制御用スラスターロケット燃料が余分に搭載できるようになり、5年の寿命が10年にトランジスタ半導体回路の採用で飛躍的に延びましたhttp://www.yac-j.or.jp/kyouzai/leader/pdf/02_05.pdf#search='衛星の電波出力'

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pai********さん

編集あり2010/7/521:02:49

特にはやぶさなどの深宇宙探査機については、うすた、あるいは内之浦にあるような世界に数えるほどしかない数十m級のアンテナで交信してますので、ロシアやアメリカあたりの国家単位の妨害を心配すること(まー向こうも科学衛星妨害しているほど暇ではないと思いますが)はあっても、一般人に割り込まれることはほとんど無いかと…。
受信だけなら低軌道の衛星は個人でもナントカなったりしますが、衛星のコンパクトなアンテナにコマンドを届けるにはアンテナサイズ以外にもアンテナを衛星の軌道に沿って精密に動かすためのシステムなどかなり立派な地上局が必要です。

周波数はざっくりXバンド(8-12GHz)で、はやぶさ側のパワーは20W。うすた側の出力はたしか20kW…です。
速度は高利得、中利得、低利得でそれぞれ8kbps~8bps、電話回線でインターネットしてた時代を彷彿とさせます。


常時地球周辺の(軍事を含む)実用衛星は本気で割り込みの心配をしなければならないので、また話が全然変わると思います。でも、基本は無線LANのアクセスポイントの暗号化と似たようなもんだと思いますが…こっちはあまり詳しくないので。

ins********さん

2010/7/509:48:49

「はやぶさ」だけではなく、その他の人口衛星などでも用途によって複数の型式、周波数を使用していますので一概には言えませんし、通信衛星など公共電波を使用する以外のコントロール系や内部のデーターの送受信については公表されていませんのでわかりません。
ただ、直進性の高いマイクロ波系の周波数でしょうね。
周波数を解析するくらいのことは、それなりの受信設備があれば誰にでもできることです。
方位を合わせて受信すれば探ることは単純にできます。

しかし当然のことながら送受信が妨害できないようにコマンドを打ち込まないと反応しないようになっていたり、複数の周波数を使ったり多重での送受信をするような対策がなされています。
もちろん暗号での通信も可能ですしね・・。

宇宙空間には電磁波を妨げるものは何もないので出力的にはそんなに大きくする必要はありません。
ちなみに赤道上空36000kmの静止衛星への送信出力は数十ワットで十分なのです。
地上波放送局の送信出力より低いくらいですね。

2010/7/508:33:46

キターーーーッ! 「はやぶさ無線の周波数は?」質問!!

それはだれにも教えません。

なぜなら、教えちゃったらあなたが言うように

横から勝手に電波でコントロールしようとする奴が

あらわれてしまうからですっ!

この知恵袋は、北朝鮮のスパイも見ていますし、

なにくわぬ顔して技術的な質問もズケズケと

投稿しているようですっ!

なんでもかんでも詳細に答えるというのは

考えた方がいい場合もありますっ!

特にハイテク、防衛関係はっ!

この手の質問に回答するのは298回目です!っノシノシ

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