Kad NASA-ini inženjeri pošalju naredbu roveru na Marsu, mogu čekati više od 40 minuta samo na potvrdu da ju je primio. Radijskom signalu trebaju približno tri do 22 minute da stigne do rovera, a povratni signal mora prijeći istu udaljenost. Zbog tog kašnjenja inženjeri ne mogu pratiti vožnju uživo i odmah reagirati na prepreke.
Roveri poput Perseverancea dobivaju unaprijed pripremljene upute. Tim koji vodi misiju mora uskladiti zadatke na površini, vrijeme slanja naredbi i termine u kojima će primiti rezultate. Uz kašnjenje zbog udaljenosti, na raspored utječe i dostupnost antena te letjelica koje prenose podatke iz orbite oko Marsa.
Zašto signal putuje nekoliko minuta
Radijski valovi u vakuumu putuju brzinom svjetlosti, približno 300.000 kilometara u sekundi. Zemlja i Mars toliko su udaljeni da i pri toj brzini signalu trebaju minute da prijeđe put između njih. Budući da planeti kruže oko Sunca različitim brzinama, njihova se međusobna udaljenost mijenja, a s njom i vrijeme potrebno da signal stigne do odredišta.
Za potvrdu primitka naredbe signal mora prijeći put u oba smjera. Ako signalu treba deset minuta do rovera, naredba poslana u podne stiže u 12:10. Potvrda koju bi rover poslao odmah nakon primitka vratila bi se na Zemlju u 12:20. Za dobivanje rezultata nekog mjerenja treba pričekati i da rover obavi zadatak te pošalje prikupljene podatke.
Veća antena i snažniji odašiljač ne mogu skratiti vrijeme putovanja signala. Mogu poboljšati prijam i omogućiti slanje veće količine podataka u sekundi. Brzina prijenosa podataka i kašnjenje veze dvije su različite stvari: fotografiju možemo poslati u kraćem vremenu, ali njezin posljednji dio i dalje mora prijeći udaljenost do Zemlje.
Antene na tri kontinenta
Naredbe prema udaljenim letjelicama NASA šalje preko mreže Deep Space Network. Postaje te mreže s velikim radijskim antenama nalaze se u Goldstoneu u Kaliforniji te u blizini Madrida i Canberre. Razmaknuti su približno 120 stupnjeva po zemljopisnoj dužini. Dok se Zemlja okreće i letjelica jednoj postaji zalazi ispod obzora, druga može preuzeti vezu.
Antene te mreže koriste brojne misije, pa svaka dobiva svoj termin. Za izravno slanje naredbi roveru Perseverance nije dovoljno imati slobodnu antenu na Zemlji. Rover u trenutku dolaska signala mora biti spreman za prijam, s usmjerenom antenom okrenutom prema Zemlji.
Inženjeri stoga unaprijed određuju vrijeme odašiljanja naredbi, uračunavajući i putovanje signala. Kašnjenje je sastavni dio svakodnevnog planiranja misije.
Kako fotografije s Marsa stižu na Zemlju
Roveri mogu izravno razmjenjivati naredbe i podatke sa Zemljom. Za slanje velikih količina snimaka i mjerenja, međutim, koriste pomoć orbitera, letjelica koje kruže oko Marsa. Rover najprije šalje podatke obližnjem orbiteru, a on ih prenosi do prijamnih antena na Zemlji.
Orbiteri raspolažu većim radijskim sustavima i većom količinom energije za prijenos nego roveri. Mreža za prijenos podataka iz orbite oko Marsa smanjuje zahtjeve za izravnom vezom rovera sa Zemljom. Roveru ostaje više vremena i energije za znanstvene zadatke.
Ni preko orbitera podaci ne stižu uvijek odmah. Treba pričekati odgovarajući prolazak orbitera i raspoloživ termin za vezu sa Zemljom. Neke letjelice mogu istodobno primati podatke od rovera i prosljeđivati ih, dok ih druge prvo pohranjuju, a tek potom okreću antenu prema Zemlji. Od nastanka fotografije do njezina primitka može proći znatno više od nekoliko minuta potrebnih za putovanje signala.
Upute se pripremaju prije početka zadatka
Takva veza zahtijeva drukčiji način rada od upravljanja robotom koji se nalazi u blizini. Podaci koje inženjeri prime na Zemlji opisuju stanje rovera u trenutku kada su zabilježeni. Nova uputa stići će do njega tek nakon dodatnog čekanja. Plan rada mora uzeti u obzir oba kašnjenja.
I buduća ljudska posada na Marsu morala bi računati na kašnjenje poruka. U hitnoj situaciji ne bi mogla odmah razgovarati sa stručnjacima u kontroli leta. Koliko takvo čekanje otežava zajedničko rješavanje problema već se ispituje u simulacijama rada posade uz kašnjenje komunikacije.
