¿Cómo recibe la NASA imágenes digitales de Plutón tan rápidamente de todo el sistema solar?

Ellos no.

La señal tarda solo 4,5 horas en llegar desde Plutón, pero el ancho de banda es bastante pequeño. Lo que están haciendo es priorización y optimización.

En primer lugar, la sonda tiene dos transmisores, ya que es común en las naves espaciales tener una copia de seguridad en caso de que algo no funcione. Curiosamente, los dos transmisores no son idénticos: transmiten señales con diferentes polarizaciones. Se descubrió una técnica después del lanzamiento de la sonda para usar dos transmisores en una configuración tal que funcionen al mismo tiempo que un solo transmisor con un ancho de banda más alto. Reprogramaron con éxito la sonda para hacer esto. Sin embargo, hubo un problema: el diseño inicial era usar solo uno (el otro como respaldo). Usar ambos al mismo tiempo requiere más potencia. Después de tantos años, la fuente de alimentación es menor de lo que era inicialmente. Por lo tanto, si quieren usar ambos, deben apagar todo lo demás.
Pero, ¿cómo mantiene la antena apuntando hacia la Tierra si apaga la actitud y la navegación? La respuesta es el efecto giroscópico: gastan algo de combustible para hacer que la sonda gire sobre su eje, lo que la hace extremadamente estable.
Esto significa que la transmisión y la ciencia son mutuamente excluyentes: no puede tomar fotos y transmitir al mismo tiempo.

Unos días antes de la aproximación final, la sonda giró, envió todos los datos que tenía vaciando su memoria, luego giró y comenzó a tomar las fotos del encuentro cercano. Esos no fueron transmitidos sino almacenados localmente.

Ahora que la sonda ha pasado a Plutón, están priorizando qué datos transmitir, primero obtendrán algunas imágenes comprimidas de menor resolución. Luego, usándolos para “seleccionar” manualmente las áreas de interés, le indicarán a la sonda que transmita imágenes de alta resolución de esas áreas. Finalmente la sonda transmitirá todo lo demás.

Tomará casi 1 año y medio antes de recibir todos los datos científicos y todas las imágenes que New Horizon ha tomado en estos días.

No, no reciben las señales rápidamente.

Plutón está muy lejos, muy lejos, a unos 4.700 millones de kilómetros.
La señal de radio de New Horizons es débil.
Una señal débil significa velocidades de datos bajas: en este momento, New Horizons puede transmitir como máximo 1 kilobit por segundo .
(Tenga en cuenta que las comunicaciones de naves espaciales generalmente se miden en bits, no en bytes; 1 kilobit es solo 125 bytes).
Incluso a estas bajas velocidades de datos, solo los platos más grandes de 70 metros de la Red del Espacio Profundo pueden detectar la débil señal de New Horizons. Estas señales viajan con la velocidad de la luz (3 * 10 ^ 8 m / s aprox.) Y tardan aproximadamente cuatro horas y media en viajar entre la nave espacial y la Tierra

Recepción de una imagen con resolución de 1024 píxeles / imagen LORRI :
(LORRI, que significa Long Range Reconnaissance Imager, es la cámara de mayor resolución de New Horizons). El detector de LORRI tiene 1024 píxeles cuadrados.
La imagen será de aproximadamente 2.5 Megabits. Entonces, haz los cálculos. 2.5 Megabits, a 1 kilobit por segundo: lleva 42 minutos devolver una foto LORRI a la Tierra.
La mayoría de las sesiones de comunicación duran aproximadamente ocho horas . Son once imágenes por sesión de comunicación.
Y eso supone que New Horizons está transmitiendo solo esos datos de imagen, lo cual no es así; También hay otros instrumentos científicos y datos de mantenimiento de naves espaciales.

Según la NASA, tomará entre 9 y 16 meses obtener todos los datos de New Horizons.

Plutón está a unos 4.900 millones de kilómetros de la Tierra. Las imágenes digitales se transmiten a través de la comunicación inalámbrica, que se basa en la radiación electromagnética que viaja a la velocidad de la luz, por ejemplo, aproximadamente 300,000 kilómetros por segundo en el vacío del espacio. Lo que significa que las señales necesitan alrededor de 4 1/2 horas para llegar a la Tierra. Se necesita tiempo adicional para transmitir todos los datos, pero probablemente no demasiado. Yo diría que cinco horas en total son suficientes.

Entonces la respuesta es básicamente: “¡Velocidad de la luz, bebé!”.

Define rápidamente. Como todas las formas de radiación, las ondas de radio viajan a la velocidad de la luz. Si está esperando una carta, las poco más de 5 horas que tarda la transmisión en llegar a la Tierra desde el enfoque más cercano de Plutón (según mis cálculos, que se basan en el hecho de que la luz del sol tarda 8 minutos en llegar a nosotros, así que para este propósito probablemente no sea un cálculo muy preciso) podría no parecer mucho. Pero trate de enviar correcciones de rumbo a esa distancia y lo encontrará lamentablemente inadecuado. No importa intentar mantener algo como una conversación.

Afortunadamente también hay blogs.

Las ondas de radio, una parte del espectro electromagnético, viaja a través del vacío del espacio a una velocidad de 300,000 kilómetros por segundo, por lo que se necesitan aproximadamente 5 horas para alcanzar la señal de Plutón a la Tierra.