[A-DX] Stromversorgung von Raumsonden, war: Datentransfer

[Christof Proft]

Moin,

Am 17.07.2015 um 13:14 schrieb Roger:
> http://www.weltderwunder.de/artikel/new-horizons-sendet-liebesbotschaft-vom-pluto/
>
>
> "............So schnell die Sonde, so langsam der Datentransfer
> Nachdem die Sonde am 14. Juli um etwa 13.50 Uhr an Pluto mit einer
> Geschwindigkeit von 57.000 Stundenkilometern vorbeiraste, ist jetzt
> wieder die Geduld der Ingenieure gefragt. Nun müssen die gesammelten
>  Daten nämlich allmählich an die Erde gesendet werden. Und das
> dauert, wenn man bedenkt, dass die Übertragungsrate bei nur etwa 600
> Bit pro Sekunde liegt – also sogar noch geringer ist als die eines
> alten Telefonmodems. Bis Ende 2016 sollen alle Daten der NASA
> vorliegen....."
>
Du brauchst hohe Redundanz bei sehr geringen Feldstärken und geringer
Bandbreite.
Ich sehe keine Solarzellen an der Sonde, daher gehe ich davon aus, daß
da eine Radionuklidbatterie drin ist.

https://de.wikipedia.org/wiki/Radionuklidbatterie

Diese Art der Batterie arbeitet mit einem radioaktiven Kern, der über
seinen Zerfall Wärme abgibt. Üblicherweise wird hierfür Plutonium
(Pu238), das als Plutoniumdioxid vorliegt, verwendet.
Diese Wärme wird mittels Thermoelement in elektrische Energie umgesetzt,
der Wirkungsgrad ist dabei mit deutlich unter 10% sehr gering.

https://de.wikipedia.org/wiki/Radionuklidbatterie#/media/File:Putting_the_Plutonium_238_fuel_into_the_SNAP_27.jpg

Vorteil dieser Batterien ist, daß sie über eine sehr lange Zeit sehr
zuverlässig Spannung liefern, die Leistung geht analog zur Halbwertszeit
des spaltbaren Materials zurück. Weiter spart man sich Lade- und
Entladeregler, die ausfallen und die Energieversorgung zerstören könnten.

Mit der erforderlichen Abschirmung incl. der Eigensicherheit
(Ummantelung der einzelnen Plutoniumpellets, damit diese den evtl.
Wiedereintritt in eine Atmosphäre ohne Abschirmungsverlust überstehen),
den Kühlkörpern, um die Außenseite kühl zu halten und so den
Peltiereffekt überhaupt zu ermöglichen, den Peltierelementen an sich und
dem Montagezylinder werden die Dinger vergleichsweise schwer.

Damit ist die Leistung begrenzt, maximal werden ca. 300 Watt, hier 240 W
erreicht. Das bedeutet, energiesparende Verfahren zu verwenden,
zusätzlich ein sehr robustes Energiemanagement, damit das Gerät durch
Ausfälle oder Energiemangel nicht unkontollierbar bleibt.

Damit wird die langsame Datenübertragung in den Zeiten von schnelen
Mobilfunkdatenverbindungen vielleicht etwas verständlicher.

vy73

Christof