Communications for the planet mars: Past, present, and future
Mars haberleşmesi: Geçmiş, günümüz ve gelecek
- Tez No: 816829
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 145
Özet
Uzay keşfi 1960'lardan beri artmaktadır. Merkür, Venüs, Satürn ve Jüpiter gibi diğer gezegenlerle birlikte, Mars da kesinlikle uzay keşfi tarihinde önemli bir rol oynamakta ve insan yaşamına ev sahipliği yapabilecek ilk gezegenlerden biri olma potansiyelini taşımaktadır. Bu bağlamda, kızıl gezegeni fotoğraflamak, ölçmek ve analiz etmek amacıyla yeni teknolojiler geliştirmek için büyük bir çaba harcanmaktadır. Mars çevresinde ve üzerindeki bilimsel araçlardan toplanan veri miktarı arttıkça, Dünya ile uzay araçları arasında hızlı ve güvenilir iletişim ihtiyacı giderek artmaktadır. Diğer taraftan, radyo dalgalarının yayılma özelliklerinden dolayı, derin uzayda iletişim kurmak her zaman büyük bir zorluk olmuştur. Günümüzde, Mars kolonizasyonunu gerçekleştirmek için SpaceX gibi özel şirketlerin uzay ajanslarıyla işbirliği yapması, yüksek veri hızı, düşük gecikme süresi, enerji verimliliği, güvenilirlik ve harekete dayanıklı iletişim altyapılarının sağlanması gibi yeni görevler ortaya çıkarmaktadır. Mars'ın yayılma ortamı ve kanal özellikleri bu hedeflere ulaşmak için kapsamlı bir şekilde incelenmelidir. Bu tez, Mars görevlerinin ve yakın-Dünya, yıldızlararası ve yakın-gezegen bağlantılarının kanal modelleme çalışmalarının kapsamlı bir genel bakışını sunmaktadır. Mars yüzeyinde üç boyutlu (3D) kanal modelleme simülasyonlarını içeren çalışmalar da gözden geçirilmektedir. Ayrıca, Wireless Insite yazılımını kullanarak gerçekçi 3D Mars arazilerine dayalı çeşitli senaryoları içeren özgün bilgisayar simülasyonları da sunulmaktadır. Bu çalışmada, bu senaryolar için yol kaybı üsteli, güç gecikme profili ve ortalama gecikme yayılma değerleri hesaplanarak tablolaştırılmıştır. Ayrıca, Mars için gelecekteki iletişim teknolojileri hakkında görüşler de sunulmaktadır. Ayrıca, tez çerçevesinde, Mars çevresinde iletişim kapsamını artırmak için yeniden yapılandırılabilir akıllı yüzeylerin (RIS) potansiyeli; kanyonlar, kraterler, dağlar ve platolar gibi çeşitli senaryolar dikkate alınarak araştırılmıştır. Aynı zamanda, RIS destekli konum belirleme uygulamaları da incelenerek, zorlu Mars arazilerinde hassas kullanıcı açısı tahmini için genel bir çerçeve çizilmeye çalışmıştır. Bulgular, Mars görevleri için iletişim teknolojilerinin gelişimine katkıda bulunmakta ve gezegenler arası iletişim ağlarında gelecekteki geliştirmelerin temelini oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
Space exploration has been on the rise since the 1960s. Along with the other planets such as Mercury, Venus, Saturn, and Jupiter, Mars certainly plays a significant role in the history of space exploration and has the potential to be the first extraterrestrial planet to host human life. In this context, tremendous effort has been put into developing new technologies to photograph, measure, and analyze the red planet. As the amount of data collected from science instruments around and on Mars increased, the need for fast and reliable communication between Earth and space probes has emerged. However, communicating over deep space has always been a big challenge due to the propagation characteristics of radio waves. Nowadays, the collaboration of private companies like SpaceX with space agencies to make Mars colonization a reality, introduces even more challenges, such as providing high data rate, low latency, energy-efficient, reliable, and mobility-resistant communication infrastructures in the Martian environment. Propagation medium and wireless channel characteristics of Mars should be extensively studied to achieve these goals. This thesis presents a comprehensive overview of the Mars missions and channel modeling studies of the near-Earth, interstellar, and near-planet links. Studies featuring three-dimensional (3D) channel modeling simulations on the Martian surface are also reviewed. We have also presented our own computer simulations considering various scenarios based on realistic 3D Martian terrains using the Wireless Insite software. Path loss exponent, power delay profile, and root-mean-square delay spread for these scenarios are calculated and tabularized in this study. Furthermore, future insights on emerging communication technologies for Mars are given. Additionally, the thesis explores the potential of reconfigurable intelligent surfaces (RIS) to enhance communication coverage in the Martian environment, considering diverse scenarios like canyons, craters, mountains, and plateaus. It also investigates the application of RIS-assisted localization proposing a framework for user position estimation in challenging Martian terrains. The findings contribute to the advancement of communication technologies for Mars missions and lay the groundwork for future improvements in interplanetary communication networks.
Benzer Tezler
- Nano uydu ile konsept derin uzay görevi tasarımı
Concept deep space mission with nano satellites
ENES ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Gelecek dünya tasarımları: Elon Musk'ın söylemlerinin analizi
Future world designs: Elon Musks discourse analysis
SAŞA BULUT DEMİRBAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
SosyolojiÜsküdar ÜniversitesiYeni Medya ve Gazetecilik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERİDE ZEYNEP GÜDER
- Üretim işletmelerinde faaliyet tabanlı maliyetleme yaklaşımı ve bir uygulama
Acti,vity based costing approach in production companies and an application in a production company
TÜLAY ANER GÜZELDERE
- Gerçek zamanlı pazarlamanın markalar üzerindeki etkisi: Game of Thrones örneği
The effect of real-time marketing: Game of Thrones as an example
HAZAL BARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Reklamcılıkİstanbul Ticaret ÜniversitesiHalkla İlişkiler ve Reklamcılık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖZDE ÖYMEN