Как отправить сигнал в космос с телефона
Вопрос, одиноки ли мы во Вселенной, не давал покоя философам и мыслителям уже очень давно, однако практическое направление идея связаться с инопланетянами приняла лишь в XIX веке. Так, немецкий ученый-универсал Карл Фридрих Гаусс в 1820-х годах предлагал сигналить инопланетянам, что мы здесь, отражая зеркалом солнечные лучи. Другая его идея была более экзотичной: Гаусс предложил вырубить в Сибири большой треугольный участок леса и засадить его пшеницей. Предполагалось, что цветовой контраст, а также размеры треугольника позволят заметить его из космоса, а правильная форма будет свидетельствовать о том, что треугольник оставлен разумными существами. Австрийский коллега Гаусса Йозеф Иоганн Литров двумя десятками лет позже с той же целью предлагал прорыть круговой канал длиной 30 километров, наполнить его керосином и поджечь.
Во второй половине XIX века эти идеи приняли более современный вид. Например, французский поэт и изобретатель Шарль Кро предлагал использовать вогнутое зеркало для того, чтобы фокусировать свет от электрических ламп и отправлять мигающий сигнал на Марс или Венеру.
Мир—Ленин—СССР
В конце XIX века были открыты радиоволны, которые и по сей день считаются наиболее перспективным средством коммуникации в космических масштабах, так как их проще, чем свет, передавать на большие расстояния без искажений. Так, например, космические аппараты «Вояджер», которые были запущены в 1977 году для исследования границ Солнечной системы и теперь находятся один на расстоянии примерно 20, а другой — 16 миллиардов километров от Солнца, передают данные на Землю именно при помощи радиосигналов.
Привет через тысячи лет
Одно из самых известных посланий к иным цивилизациям — это послание Аресибо, отправленное в 1974 году. Радиосигнал, отправленный из обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико, содержал закодированную картинку с числами, основными сведениями о наиболее распространенных во Вселенной химических элементах, молекуле ДНК и составляющих ее элементах, а также условное изображение человека и телескопа «Аресибо» и, наконец, обратный адрес отправителя — третья планета от Солнца.
Послание было отправлено в центр шарового скопления M13 в созвездии Геркулеса. Оно находится в 25 тысячах световых лет от нас (то есть свет, перемещающийся со скоростью 300 тысяч километров в секунду, будет добираться туда 25 тысяч лет), так что получит ли его там кто-нибудь и будет ли ответ, люди узнают минимум через 50 тысяч лет. И то — если очень повезет: в пресс-релизе, выпущенном Корнелльским университетом в 1999 году по случаю 25-летия отправки послания, отмечается, что сигнал был послан лишь один раз, а за время, которое ему потребуется на то, чтобы добраться до скопления, оно успеет сдвинуться, и послание попадет уже вовсе не в его центр, где больше всего звезд.
Впрочем, как и радостное «Мир. Ленин. СССР», послание Аресибо было отправлено не столько ради контакта с кем-то неведомым, сколько для демонстрации возможностей радиотелескопа обсерватории после его модернизации в 1974 году. Основное научное предназначение телескопа — радиолокационные исследования.
Послание без ответа
В самой же идее связаться с инопланетянами остается еще много неясных вопросов: например, посылаемые сигналы обладают определенной структурой, чтобы было понятно, что они посланы разумными существами. Но смогут ли представители другой цивилизации, если они существуют, поймать сигнал, угадав частоту, распознать его структуру и расшифровать послание? И хотя скептиков, которые считают, что вся эта затея с посланием сигналов во Вселенную как минимум очень сомнительна, очень много, ясно, что люди по-прежнему будут отправлять сигналы в никуда. Просто потому, что человеку очень хочется верить, что он не один.
Недавно нам вновь поступил интересный вопрос от одного из наших подписчиков:
Возможно ли по звонить с мобильного телефона если взять его с собой на орбиту Земли?
Понятие орбиты Земли растяжимо, вращаться вокруг планеты тела могут и в 120 км. и в 36 тыс. км. от поверхности Земли, но вот люди чаще всего летают на международную космическую станцию (МКС), чья орбита меняется от 337 до 430 км, поэтому мы рассмотрим возможность звонка с высоты орбиты МКС.
Астронавты на МКС постоянно поддерживают связь с Землёй, при помощи специальных радиопередатчиков, но возможно ли осуществить оттуда звонок по обычному мобильному телефону. Если дать короткий ответ, то нет, в штатном режиме работы мобильной сети позвонить на орбиту не выйдет, система настроена на работу с устройствами на поверхности планеты, но при относительно небольших изменениях настроек оборудования космонавт вполне сможет воспользоваться телефоном. Чтобы разобраться в том, как это сделать, нужно разобрать некоторые принципы работы мобильной связи.
Как работает мобильная связь.
Базовые станции и мобильные телефоны работают в диапазоне частот от 890 до 960 МГц. Волны этого диапазона хорошо проходят сквозь ионосферу и легко достигают оборудования на орбите в отличии от длинных волн, которые от ионосферы отбиваются. Станция отправляет данные пакетами, после каждого пакета она определённое время ожидает ответного сигнала и если его не получает, то начинает работать уже с другим телефоном. На равнинной местности именно этим временем ожидания ограниченна дальность действия базовой станции, но его можно регулировать и при должной настройке его хватит, чтобы сигнал долетел до телефона на орбите и вернулся назад.
Крупные базовые станции на Земле имеют достаточную мощность, чтобы в ясную погоду передавать устойчивый сигнал на расстояние в 120 км и больше, дальность их работы ограниченна искусственно, для большей эффективности работы сети и потому что из-за кривизны Земной поверхности, просто нет смысла отправлять сигнал ещё дальше. Точные характеристики базовых станций зависят от производителя и модели, найти данные о самой мощной станции мне не удалось, но те о которых удалось узнать, способны обеспечивать связь на высоте в 150 км, а если снять ограничители мощности и выжать из них максимум эти станции вполне способны передавать сигнал на орбиту МКС, при условии, что антенны будут направленны вверх.
В чём проблема совершить звонок с орбиты?
Сложности звонка с орбиты связанны с мощностью передатчика в мобильном телефоне и скоростью его движения по орбите. Чтобы передавать сигнал на Землю с МКС из телефона придётся выжать предел его мощности, на котором он сможет проработать совсем недолго, прежде чем сгорит, однако, на короткий разговор его бы хватило. Но значительно большую проблему представляет огромная скорость, с которой космические корабли движутся по орбите. Из-за неё телефон будет находится в зоне действия базовой станции всего несколько секунд и чем выше орбита, тем короче будет этот промежуток времени. Обычно базовые станции имеют ограничение на обмен сигналами с быстро движущимися объектами, это ограничение придётся снять, чтобы совершить звонок.
Таким образом если должным образом настроить оборудование то получится позвонить на телефон, находящийся на высоте в 150 км, однако разговор будет регулярно прерываться из-за переключения устройства между базовыми станциями, совершить звонок на МКС уже будет крайне проблематично, так как её орбита находится на границе зоны досягаемости базовой станции и мобильного телефона, а так же переключение между базовыми станциями будет происходить очень часто, что сделает разговор практически невозможным.
Мечтать любят все, скрывая свои тайные желания от окружающих. Но как делать это правильно и посылать сигналы в космос, чтобы мечты осуществились – об этом знает не каждый. А ведь очень важно не только «рисовать» желаемое в своем воображении, но и делать это правильно, посылая сигналы в космос, чтобы мечта осуществилась.
Удивительно устроен это мир, в котором люди наделены способностью каждый строить свою жизнь по собственному усмотрению. Но к сожалению, не все то, о чем мечтает человек, сбывается. Человек не всесилен. Иногда ему хочется попросить помощи из космоса. Как это сделать правильно – рассказывают звездные эксперты:
Мысли материальны?
Все, из чего состоит наш мир, можно разделить на материальное и духовное. Мысли можно отнести к духовному. Но как эта невидимая субстанция может воплощаться в материальное? А как получается, что мысли могут стать реальностью? Да, сами по себе мысли не материальны. Их не потрогаешь руками и не выставишь на всеобщее обозрение.
Но каждое сказанное слово — это «продукт» умственной деятельности, за которым последуют определенные действия. Они-то и приводят приводящие к определенным результатам. И невидимая субстанция превращается в конкретно обозреваемый объект.
У, с этим вопросом вроде все понятно. Неясно другое: каким образом мозг человека порождает идеи? Пока однозначного ответа на этот вопрос нет. Что-то все «вокруг да около». Но в этом пока невыясненном вопросе просматриваются кое-какие просветления, за которыми стоят обнадеживающие перспективы, способные ответить на вопрос: «Если ты, человек, так бесследно уйдешь – для чего ты живешь?»
По образу и подобию
Человек, желающий достичь чего-то в жизни, рисует в голове планы, составляет какие-то проекты. Но на пути осуществления этих замыслов вдруг появляются неожиданные препятствия.
Возможно, эти испытания даны человеку свыше, чтобы он, человек, мог конкретно понять, а нужна ли ему та затея, за осуществление которой он взялся, или от нее нужно отказаться?
Мечтать или не мечтать?
Получает желаемое тот и тогда, когда ему самому это крайне важно, и он видит в этом необходимость. Например, человек не станет строить сам для себя космический корабль, хотя мечтает побывать в космосе. Мысленно он понимает, насколько это нереально , и просто откажется от своей мечты. А понаблюдать за звездным небом можно просто пойти в планетарий.
Чего достигла наука
Ученые в своих постоянных поисках открыли существование неких эфирных волн: это открытие способно проникнуть в человеческий мозг и повлиять на сознание человека. Но дальше теории дело пока не пошло.
Эффект плацебо. Вот это действительно явление, которое существует в реальности. Заключается этот эффект в следующем. Если человек всецело верит в свое исцеление с помощью лекарств, или народных средств – он несомненно справится практически с любой болезнью. Даже те, кого врачи считали безнадежно больными – вдруг стают на ноги.
Устройства для считывания мысли
Наука не стоит на месте. Например, итальянские ученые разработали экспериментальный образец коляски, способной передвигаться при помощи силы мысли. Специальный головной убор, надетый на голову человека, считывает исходящие из мозга сигналы. И коляска начинает двигаться.
Аппарат, который распознаёт, считывает и озвучивает мысли, недавно изобрели американские и аргентинские ученые. А в Японии создана программа, умеющая распознавать цифры и некоторые слова.
Мечты о молодости
Как показали результаты эксперимента, проведенного британскими учеными, силой мысли можно даже вернуться в молодость. Группе участников эксперимента, достигшим 70-летнего возраста, предложили поменять свой образ мышления, и думать, что они стали моложе на 20 лет и поступки совершать соответственно 50-летнему возрасту .
Уже через неделю участники эксперимента перестали жаловаться на старческие болезни; у них обострились слух и зрение, а суставы стали более подвижными.
И в заключение
Человеческий мозг не зря назван самым чудесным и загадочным объектом во всей Вселенной. Несмотря на то, что ученый мир достиг очень многого в своем развитии, но загадку человеческого мозга, способного абстрактно мыслить, мечтать, стремиться достичь успеха и обрести смысл жизни – так никто на сегодняшний день и не разгадал.
Космос всегда интересовал человека, а когда у людей появилась возможность побывать там, вопросов, пожалуй, только прибавилось. Но сегодня можно получить ответы на них практически из первых рук — многие космонавты ведут блоги и рады пообщаться с подписчиками, а НАСА публикует огромное количество фотографий, результатов исследований, проектов будущих космических миссий и интересных фактов.
Поэтому узнать, как устроена жизнь космонавтов на орбите или какие технологии используются за пределами нашей планеты, может каждый. Мы решили найти ответы на несколько интересных вопросов о связи, гаджетах и коммуникациях в космосе.
/ Flickr / NASA Goddard Space Flight Center (вид из российского сегмента МКС) / CC
Как космонавты на МКС выходят в сеть?
В январе 2010 года на станции появилась сеть Crew Support LAN, и соединение стало осуществляться через орбитальный телекоммуникационный спутник. Еще один способ выхода в интернет — удаленный доступ к компьютеру на Земле. Первый космический твит был опубликован американским астронавтом Тимом Кримером (Tim Krimer).
До сих пор основным способом связи с МКС остается радио. Преимущества очевидны — не требуется никакого специального оборудования (только антенна и передатчик), и атмосфера не блокирует радиоволны (подробнее тут). Для передачи информации в космос используется Ku- (12-18 ГГц) и S-диапазон (2-4 ГГц). Сигнал направляется на спутник, который перенаправляет его в сторону МКС, где его принимают с помощью антенны, а затем на компьютер загружается, например, электронное письмо.
На российских сегментах станции существует своя, отдельная система радиосвязи «Лира» и спутниковая система ретрансляции данных «Луч». Уже в следующем году она сможет заменить американскую систему связи, которую российские космонавты вынуждены использовать сегодня. Правда, скорость радиосвязи, которая зависит от расстояния, оставляет желать лучшего.
И в 2015 году астронавты все еще не были довольны качеством связи. Например, Скотт Келли (Scott Kelly) пожаловался на своей страничке в Twitter на скорость интернета, которая еще медленнее, чем когда-то была на Земле при доступе через модем. Но представитель НАСА Дэн Хуот (Dan Huot) не согласен с такой характеристикой связи. Он считает, что скорость соединения на борту достаточно хорошая, а главное ширина канала позволяет отправлять гигабайты видеофайлов каждый день, не перегружая систему. Кроме того, в свободное время астронавты могут даже смотреть онлайн-трансляции.
Но технологии не стоят на месте и сегодня уже есть более быстрый способ передачи данных — DTN (Delay/Disruption Tolerant Networking, архитектура сетей, устойчивых к задержкам и частым обрывам связи). В 1990-х к разработке технологии подключилось НАСА совместно с Google, а этим летом система была установлена на МКС.
DTN использует подход Store-and-forward, который дает возможность сохранять пакеты при потери возможности их передачи получателю. После получения надежного маршрута для доставки, передача данных возобновляется. Причем, хранение служебных данных производится в произвольных блоках, а не в заголовке пакета. Неплохая аналогия с грузоперевозками приведена в вики.
Как можно связаться с космонавтами?
Многие космонавты ведут странички в социальных сетях, где с ними можно даже пообщаться, задать интересующие вопросы и просто узнать об их работе. Некоторые из них прямо сейчас находятся на МКС. Среди них — Роберт Шейн Кимброу (Shane Kimborough) — публикует свежие фотографии Земли и рассказывает о своей деятельности. Например, несколько недель назад он сажал на станции салат-латук. Джефф Уильямс (Jeff Williams) побывал на МКС чуть раньше в этом году, и на его страничке в Instagram представлена коллекция завораживающих снимков и даже несколько коротких видео. А американский астронавт Рейд Вайзман (Reid Wiseman) вообще специализировался на вайнах. Если пролистать его страничку (до ноября 2014), можно найти видео с нашей планетой в главной роли, увидеть млечный путь и понаблюдать за космическими экспериментами на борту.
Российский космонавт Олег Артемьев вернулся с МКС в 2014 году, но продолжает делиться с подписчиками потрясающими фотографиями разных частей Земли и облачных пейзажей. В фотоблоге Сергея Рязанского можно найти красивые снимки разных городов с его последнего полета в 2013 и посмотреть, как проходит подготовка к новым космическим путешествиям. А Сергей Волков во время своего пребывания на орбите в феврале этого года подробно рассказывал о работе на станции, записывал видео и делился интересными фотографиями: Эльбрус, Египетские пирамиды и даже выход в открытый космос.
Однако для астронавтов и космонавтов важнее контакта с подписчиками, безусловно, является общение с родными и друзьями. Благодаря современным технологиям выходить на связь можно намного чаще и без посредников. Например, организация неофициальных видео-конференций, по мнению НАСА, положительно влияет на состояние экипажа во время полета и помогает преодолеть чувство одиночества. Психолог Джэк Стастер (Jack Stuster), изучающий воздействие изоляции на психику, провел интересный эксперимент — он изучил записи, сделанные астронавтами во время полета, чтобы оценить их состояние.
Какими гаджеты пользуются космонавты?
Телефоны, плееры, планшеты и другие устройства помимо функции связи, создают более домашнюю и психологически комфортную атмосферу на МКС. Многие астронавты ведут блоги и берут с собой фотоаппараты последних моделей. В июне 2012 НАСА впервые отправило на орбиту несколько iPhone 4s для проведения исследований с помощью специально созданных приложений.
Компания Odyssey Space Research как раз разработала программу SpaceLab, которая могла использоваться для бэкапов и восстановления состояния навигационной системы. Брайан Ришикоф (Brian Rishikof), генеральный директор компании, говорит, что целью проекта было доказать, что устройство стоимостью $500 с удобным и понятным интерфейсом может легко заменить дорогостоящее аппаратное обеспечение космической станции.
У смартфонов на борту, представленных iPhone и Android Nexus 5, своя функция — с помощью программы SPHERES с них можно управлять летающими дронами, которые выполняют некоторые слишком опасные или, наоборот, рутинные обязанности вместо членов экипажа. Кроме того, НАСА обеспечивает всех участников миссий планшетами: несколько поколений iPad, в том числе iPad Air 2, и несколько Microsoft Surface Pro 3. Планшеты нужны для проведения экспериментов, записи информации, развлечения и общения с семьей.
Если предположить, что в будущем попасть в космос смогут не только специально подготовленные космонавты, но и обычные люди (в виде космических туристов), а география путешествий существенно расширится, то следует задуматься о гаджетах, которые в этом случае понадобятся. Шотландский производитель виски в 2015 году совместно с агентством космических технологий Open Space разработали специальный «космический стакан», который «работает» даже в условиях невесомости. Команда Open Space попыталась предложить альтернативный сценарий развития космических гаджетов.
Причины, по которым современные смартфоны не подойдут для космических путешествий будущего — быстрая потеря заряда батареи в условиях небольшой гравитации и невозможность земных материалов переносить резкие перепады температуры от -270 до 120 градусов по Цельсию. Поэтому смартфон должен стать голографическим: он сможет материализоваться из воздуха, но при этом отвечать на прикосновения. Так пользователи смогут оставаться на связи с друзьями, оставшимися на Земле, добавить реальных впечатлений во время игры в «Космических захватчиков» и обновлять список лучших межпланетных ресторанов.
Мысли материальны?
Всё, что есть в нашем мире можно разделить на материальное и духовное. А как получается, что мысли могут стать реальностью? Ведь их точно нельзя потрогать или показать кому-то. Но сказанные слова — "продукт" умственной деятельности и за ними следуют определенные действия, приводящие к каким-либо результатам.
Поэтому, многие считают, что таким способом мысли могут материализоваться. Каким же образом мозг человека порождает идеи? Этот вопрос остаётся до сих пор открытым. Учёным так и не удалось найти и дать на него однозначный ответ. Попробуем вместе проследить за некоторыми исследованиями.
По образу и подобию
"И сказал Бог: «Пусть будет свет». И появился свет" — многим людям знакомы эти слова. У человека происходит подобный процесс: в голове рождается мысль, потом возникает идея, он ее озвучивает, начинает действовать и в итоге она воплощается в жизнь. Любое деяние приводит к результату.
Необходимо только приложить некоторые усилия, чтобы мысли перешли в разряд достижений. Но и без хорошо продуманных идей никак не обойтись. Это первостепенное условие для человека, который желает достичь чего-то в жизни.
Бывает, что мечтающий человек на пути реализации своего желания, сталкивается с огромным количеством препятствий. И порой только таким образом он по достоинству оценивает успех и принимает всё то, что с ним происходит, независимо от достигнутого результата.
Таким способом осуществляется проверка, насколько необходимо человеку то, о чём он мечтал. К примеру, те люди которые, оказывались на волоске от смерти, впоследствии в корне меняли своё мышление и отношение ко всему. Они по-настоящему начинали ценить свою жизнь, какой бы она у них не была.
Мечтать или не мечтать?
Как правило, получает желаемое тот и тогда, когда ему самому это крайне важно и искренне необходимо. Так люди уберегают себя от получения того, что совершенно им не нужно. Мысль способна материализоваться лишь в том случае, когда желание страстно, а заинтересованность в результате огромна.
Чего достигла наука
Уже достаточно продолжительное время в научном мире ведутся споры относительно биополя человека, и однозначного ответа на данный вопрос пока не найдено. Но больше всего ученые склоняются к такому выводу: работа человеческой мысли – это теория перехода энергии из информации.
Вкратце о телепатии. Приблизительно с конца XIX века эта тема стала волновать умы многих. В то время было открыто существование неких эфирных волн, способных проникнуть в человеческий мозг и повлиять на сознание их «получателя».
Отправив сигнал, в мозге другого человека «рождается» образ, подобный отосланному. Однако, эта теория так и не была подтверждена экспериментально.
Устройства для считывания мысли
Итальянским специалистам удалось создать экспериментальный образец коляски, способной передвигаться при помощи силы мысли. На голову человека надевается специальный головной убор, с помощью которого устройство считывает исходящие из мозга сигналы.
Не так давно учёные из Америки и Аргентины изобрели аппарат, который распознаёт, считывает и озвучивает мысли. В Японии создана программа, умеющая распознавать цифры и некоторые слова. От шлема, надетого на голову, выходят электроды, а информация считывается благодаря расшифровке электроэнцефалограммы. Поразительно высок процент угадывания — около 85 процентов.
Мысли и спорт
Учёные из Швеции провели эксперименты среди спортсменов, получивших травмы и поэтому долго находящихся без особого движения. Им рекомендовалось мысленно тренировать определенные группы мышц для того, чтобы сохранить их в форме.
Анализ показал, что мышечная сила увеличилась до 35 процентов, а тонус мышц сохранялся ещё 3 месяца спустя. Специалисты утверждают, что для мозга во многом без разницы делает ли что-то человек на самом деле, или лишь просто думает об этом.
В другом эксперименте игрокам в гольф предложили на бумаге нарисовать лунку стандартной величины. Удивительно, но у кого нарисованная ямка была больше даже на 10 процентов от натурального размера, они чаще и точнее попадали в неё во время игры.
Одна участница этого эксперимента поясняет, что мечты не являются напрасной тратой времени, а необходимым расслаблением, помогающим лучше действовать. И как нетренированным мышцам после длительного пассивного отдыха, так и мозгу требуется до трёх недель, чтобы достичь своего предыдущего уровня активности.
Поэтому необходимо уделять достаточно внимания спорту, играм и чтению интересного материала для того, чтобы предотвратить снижение мыслительной деятельности.
Мечты о молодости
Британские учёные заявляют, что мысль даже способна делать человека моложе. В проведённом ими интересном эксперименте участвовали мужчины старше 70 лет. Им предложили поменять свой образ мышления, и думать, что они стали моложе на 20 лет (ну и поступать соответственно).
Они с удовольствием смогли изменить дневной распорядок, мышление и привычные для них занятия. Уже после первой недели учёные заметили явные изменения на физиологическом уровне. У всех участников обострились слух и зрение, суставы стали более подвижными, улучшилась координация движений. А те мужчины, которые продолжили поддерживать новый образ жизни смогли надолго сохранить свои достижения.
Мозг и его способности
Биолог Фрэнсис Крик отмечает, что образ действия человеческого мозга все ещё остаётся глубокой тайной. Все же нейробиологи, изучая этот орган, пришли к выводу, что он способен поразительным образом расшифровывать поток сигналов, поступающих по нервам от органов чувств.
В каждой клетке имеется ДНК, содержащая закодированную информацию. То есть их можно назвать живыми библиотеками. Вот почему мозг может ассоциировать поступающие в него сигналы с той информацией, которая хранится в памяти. К примеру, знакомый запах может вызывать воспоминание о давно забытом человеке или событии.
И недаром человеческий мозг назван самым чудесным и загадочным объектом во всей Вселенной. Современные достижения в области физики, химии и биологии пока не смогли объяснить, откуда у него такая способность абстрактно мыслить, мечтать, стремиться достичь успеха и обрести смысл жизни.
Остается надеяться, что ответы на эти вопросы рано или поздно удастся найти. А пока нужно мечтать и продолжать делать чудеса своими руками.
Читайте также: