¿Cuál es la señal de potencia más baja que el DSN puede detectar?

Se dice que Deep Space Network puede detectar señales de baja potencia enviadas desde Voyager en el rango de 10^-16 W. Parece que no puedo encontrar ninguna fuente que indique cuál es el requisito mínimo de potencia de una señal recibida. Además, ¿cuál sería la potencia mínima requerida para que el DSN interprete la señal de manera confiable? ¿Difiere esta cifra entre los platos de 70m y 34m?

La potencia detectable más baja depende de la tasa de datos de la señal. Pero 1 bit por hora es demasiado lento para una transmisión real.
@Uwe, ¿lo es? Podría imaginar que una sonda espacial que vuela a través de la inmensidad del espacio no necesita actualizar el estado operativo de la fuente de energía nuclear todos los días...
Puede leer sobre cosas como el presupuesto del enlace y SNR aquí: space.stackexchange.com/a/24343/12102
Las transmisiones realmente lentas de @MarcusMüller no son deseables, hay muchas naves espaciales que necesitan el DSN, por lo que desea transmitir sus datos lo más rápido posible. La velocidad de datos más baja en uso ahora es de 160 bit/s para Voyager.
@Hobbes seguro, los sistemas prácticos que existen superan los 0,28 mbit/s, pero no hay razón para que 160 bit/s sea un límite inferior natural: no cambiará mucho en el canal en una hora.
1 bit por hora, eso es aproximadamente medio millón de veces más lento que 160 bits por segundo. El tiempo DSN es demasiado caro para una transmisión tan lenta. El tiempo para bloquear el operador y el reloj de datos sería demasiado largo. Después de la transmisión de 8 bits, sería el momento de pasar a la siguiente estación DSN. 1 bit por hora era solo un número para una transmisión demasiado lenta.

Respuestas (1)

¡No hay potencia mínima para ningún receptor si no especifica el tipo de transmisión y la cantidad de conocimiento sobre eso existente en el receptor!

Por ejemplo, un receptor de GPS tiene características mucho peores (por ejemplo, un ADC de 4 bits) que un receptor de TV digital. Entonces, ¿quién necesita mayor poder para trabajar?

El GPS funciona muy por debajo del ruido de fondo porque la tasa de datos recibida es muy baja y el receptor sabe exactamente qué buscar (matemáticamente: utiliza la correlación en una secuencia de dispersión larga, lo que significa que hace un producto interno en el número de -espacio vectorial complejo (señal) dimensional de muestras, lo que significa que la magnitud que se obtiene al detectar ruido que contiene una señal es mucho, mucho mayor que cuando se hace el mismo producto con un vector que es puramente ruido blanco).

La recepción de TV, por otro lado, debe ser de alta velocidad y, por lo tanto, la SNR debe ser mucho, mucho mejor (ver: Shannon Capacity C = 1/2 B · log_2(1+SNR) ).

Dado que el DSN no está diseñado para un tipo específico de señal, sino que está equipado con hardware y software que se puede configurar/programar para seleccionar una onda deseada, la sensibilidad depende del tipo de transmisión y generalmente no se puede responder.

La única cifra de mérito que podría obtener sería la Figura de ruido del sistema o la Temperatura de ruido equivalente , porque eso es lo peor que se vuelve la SNR de una señal al pasar por el sistema. Eso le permitiría calcular la sensibilidad teórica para cualquier transmisión dada. Ahora, dado que DSN está extremadamente distribuido, especialmente entre objetos fríos y calientes, ese número acumulativo tampoco puede existir, lo siento.

Gracias por la perspicaz respuesta, Marcus. Para el contexto, y una pregunta de seguimiento, estoy tratando de averiguar si es posible que un CubeSat tipo MarCO pueda enviar una señal a la Tierra desde un asteroide cercano a la Tierra (que va desde 0.25 * 10 ^ 8 km a 3,5*10^8 km de la Tierra). Todo lo que necesita hacer es informar su posición, por lo que la información que necesita enviar es mínima. Usando el enlace anterior de @uhoh, puedo calcular que la potencia recibida de este MarCO teórico por un DSS de 34 m varía de -95.70588 dB a -118.62844 dB. ¿Cómo puedo encontrar la SNR y verificar una lectura exitosa?
valdría la pena publicar como una pregunta separada. Además: piense en qué es la "posición", y cómo un CubeSat determinaría el suyo propio, y por qué la tierra necesitaría saber la posición de un satélite que se lanzó al espacio con una trayectoria conocida.
@SteveMcGroto Estoy de acuerdo, debería considerar hacer eso como una pregunta de seguimiento.
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