¿Cuánto tiempo podríamos comunicarnos con la Voyager 1/2 si la energía no fuera un problema?

Perderemos contacto con Voyager 1 y 2 en unos años debido a la disminución de la potencia de salida de sus RTG. Pero si pudiera agitar una varita mágica para que los RTG mantuvieran su nivel de potencia actual indefinidamente (pero no cambiaran nada más), ¿cuánto tiempo podríamos continuar comunicándonos y obteniendo datos científicos de la nave espacial?

Buena pregunta. Desde el lanzamiento de las Voyagers hace décadas, hemos realizado mejoras considerables en el lado terrestre del enlace de comunicaciones. ¿Su pregunta supone que podemos continuar con tales mejoras?
Sí, dentro de lo razonable: acepto que se producirán mejoras, pero no se permiten "balas mágicas".
El plutonio-238 en los RTG tiene una vida media de 87,7 años. Actualmente están operando a ~72% de su potencia máxima. Sospecho que mantenerlos a plena potencia solo extenderá un poco la vida útil comunicable de los Voyagers.
Bajaron al 72% de potencia en 1998 ( nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/display.action?id=1977-076A ), el nivel de potencia también depende de la degradación del termopar, por lo que cae más rápido que la descomposición de Pu.
Quería señalar que una de las respuestas a space.stackexchange.com/questions/36006/… también se aplica a mi pregunta

Respuestas (1)

La serie Descanso tiene la mayor parte de la información que necesitamos, concretamente el volumen 4 . En la página 44 encontramos este gráfico que muestra las predicciones de rendimiento utilizando una de las antenas DSN de 70 m.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Las líneas en forma de diente muestran la relación potencia/ruido en dB para cada año. Las líneas horizontales son la relación P/N mínima (umbral) necesaria para comunicarse a cierta velocidad. En 2020, todavía hay suficiente P/N para comunicarse a 600 bit/s.

Cuando el P/N cae por debajo del umbral, pueden cambiar a velocidades más bajas (no se muestra en este gráfico). Voyager puede manejar velocidades de hasta algo así como 40 bit/s. Desafortunadamente, no se dan los umbrales para estas velocidades más bajas. Probablemente se puedan calcular a partir de los datos del PDF, pero no tengo tiempo para hacerlo ahora.

El DSN se puede configurar como una matriz, combinando un plato de 70 m con uno o más platos de 36 m. Incluso se puede utilizar un radiotelescopio como el VLA, lo que da como resultado una intensidad de señal adicional de 5,6 dB.

A partir de 2007, los Voyagers tienen alrededor de 280 W disponibles . Los niveles de potencia están cayendo alrededor de 4W/año . El transmisor requiere ~72 W a plena potencia , por lo que la potencia disponible es suficiente para hacer funcionar el transmisor a plena potencia por el momento.

Estoy en una biblioteca en este momento, así que no puedo decir si esto es de pago o no, pero puede que le resulte interesante. Es de 1980 CONFERENCIA INTERNACIONAL DE LA MEDALLA DE ORO DE JAMES WAlT, LA NAVE ESPACIAL VOYAGER, RAYMOND L. HEACOCK, Gerente de Proyecto Voyager, Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California, EE. UU. journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1243/PIME_PROC_1980_194_026_02
@uhoh, parece que el artículo se pagó desde mi casa.
@Uwe ratas, está bien, ¡gracias! Veré lo que puedo hacer...
¿Cuánto tiempo podríamos comunicarnos con la Voyager 1/2 si la energía no fuera un problema?
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