Si la radiación electromagnética viaja en todas las direcciones al mismo tiempo, ¿por qué una nave espacial necesita apuntar la antena a la Tierra?

Hagamos un pequeño experimento mental.

Radiación electromagnética: todas sus formas se encuentran en el espectro electromagnético.

Una gran parte de la cual es la luz visible. La luz visible, en este contexto, se aplicará de la misma manera y será más fácil de entender. Al comunicarse con la ISS, las ondas de radio se enfocan con un plato. En términos de luz visible, podemos usar un láser para comprender. La forma en que funciona un láser, en términos simples, es enfocar la luz visible en una ruta directa. Si alguna vez has visto un láser en la vida real, específicamente en la noche, podrás ver la luz láser desde un lado. Aunque no esté directamente en el camino del láser. Esto se hace para la refracción y el reflejo de la luz en la atmósfera y lo que no, pero como su pregunta sugiere, viaja en todas las direcciones. Aunque puede ver la luz láser desde un lado, si desea obtener la mayor cantidad de energía, vaya a donde se dirige la luz. En general, es seguro mirar un rayo láser desde un lado, pero si tuviera que apuntar el láser directamente a su ojo, lo más probable es que se ciegue. Es cierto que la ISS podría recibir radio apuntando su antena en una dirección aleatoria. Pero a esa distancia, van a recibir la señal más fuerte al mirar directamente a ese haz.

Para responder a su pregunta real (que los otros carteles no han hecho):

Sí, la radiación electromagnética emitida por una antena viajará en todas las direcciones al mismo tiempo, pero la señal será mucho más fuerte en algunas direcciones que en otras, dependiendo de la forma de la antena.

Como señalaron los otros carteles, una antena de “alta ganancia” está cuidadosamente diseñada para que la mayor parte de la señal vaya en una dirección y casi ninguna en las otras. Dicha antena debe apuntar cuidadosamente hacia la estación receptora para que la señal pase, pero la cantidad de energía necesaria es mucho menor porque la energía se concentra en esa dirección.

La radiación electromagnética NO NECESARIA viaja en todas las direcciones al mismo tiempo. Los transmisores y la antena pueden diseñarse para ser muy direccionales.

Una sonda espacial lejos de la tierra puede reducir drásticamente los requisitos de potencia de radio mediante el uso de transmisión direccional y apuntar la antena a la tierra.

Piensa en una animadora con su megáfono en un partido de fútbol. Señalarlo en las gradas le permite ser escuchada por más espectadores con menos esfuerzo de gritos. Una antena de nave espacial direccional podría tener una “ganancia” de hasta 30 dB. Eso significa que la potencia transmitida en la dirección deseada se incrementa en un factor de 1000, por lo que para producir la potencia mínima deseada en el extremo receptor, solo se requiere una milésima parte de la potencia de transmisión. ¡Qué es lo que no te gusta de eso!

Se dice que una antena que concentra la potencia en una dirección tiene mayor ganancia . Las antenas de sonda espacial pueden tener una ganancia de 10,000. Esto significa que necesitan 10,000 veces menos energía para transmitir. Esto es similar a usar una linterna o un puntero láser.