¿Hay alguna forma de encontrar y rastrear Pioneer 10, 11 y Voyager 1, 2?

ingrese la descripción de la imagen aquí

Las sondas espaciales Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 y Voyager 2 son los primeros dispositivos hechos por el hombre que escaparon de nuestro sistema solar.

El principal problema al que se enfrentan es la falta de fuente de alimentación en ellos.

Por lo que no son capaces de contactar con la Tierra correctamente....

¿Hay alguna forma de encontrar o rastrear estas sondas con alguna de las tecnologías más nuevas?

¡Interesante pregunta! ¡Me trajo algunas respuestas interesantes en las que nunca hubiera pensado! Una pregunta relacionada .
Hice una pregunta relacionada con las señales de la Voyager recibidas del espacio interestelar entre 2012 y 2013: space.stackexchange.com/questions/30450/…

Respuestas (4)

Los Voyagers todavía están activos , y aunque no tienen la potencia necesaria para hacer funcionar todo el equipo científico a bordo y algunos de ellos ya no funcionan, todavía transmiten flujos de datos de telemetría hacia la Tierra que son recogidos por el JPL de 70 metros de la NASA. antena en Goldstone, California, parte de la Red del Espacio Profundo . Citando de Wikipedia en el programa Voyager :

Las dos naves espaciales Voyager continúan operando, con cierta pérdida en la redundancia del subsistema, pero conservan la capacidad de devolver datos científicos de un complemento completo de instrumentos científicos de la Misión interestelar Voyager (VIM).

Ambas naves espaciales también tienen energía eléctrica adecuada y propulsor de control de actitud para continuar operando hasta alrededor de 2025, después de lo cual es posible que no haya energía eléctrica disponible para respaldar la operación de instrumentos científicos. En ese momento, el retorno de datos científicos y las operaciones de naves espaciales cesarán.

Sin embargo, las sondas Pioneer ya no transmiten nada. Bueno, podrían serlo, pero su señal es demasiado débil a la distancia de la Tierra a la que se encuentran (actualmente, Pioneer 10 está a aproximadamente 110 AU y Pioneer 11 a aproximadamente 89 AU de distancia) y debido al deterioro de las uniones del termopar en sus RTG . , no generan la energía suficiente para operar sus transceptores y sus señales son captadas incluso por las antenas de radio más poderosas. Según la NASA , la última señal muy débil de Pioneer 10 se recibió el 22 de enero de 2003, y la última vez que un contacto de Pioneer 10 devolvió datos de telemetría fue el 27 de abril de 2002. Para Pioneer 11, la NASA evaluó que su transmisor se silenciará por completo. en algún momento a fines de 1996 y el 29 de septiembre de 1995anunció que pondrán fin a las operaciones de Pioneer 11 .

Antes de que las sondas Pioneer se silenciaran por completo, SETI solía usar Pioneer 10 como objetivo de prueba durante su Proyecto Phoenix , sirviendo como un buen objetivo de aproximación para una señal ETI . El problema con la detección de sondas Pioneer ahora es su distancia y la potencia de sus transmisiones, si es que aún transmiten (probablemente no, y sus uniones de termopar RTG se deterioraron más allá de suministrar la potencia requerida para transmitir cualquier cosa por ahora). Entonces, incluso acercarse mucho más a las sondas y escuchar probablemente no resulte en éxito.

Por ejemplo, para transmisiones omnidireccionales a 120 UA, la potencia de transmisión requerida es de 1,6 kW utilizando antenas isotrópicas EIRP , definiendo el rango de detección de una antena receptora de apertura circular de 305 metros de diámetro, similar al radiotelescopio de Arecibo . Las sondas de Pioneer, por supuesto, utilizaron antenas transceptoras direccionales parabólicas de alta ganancia de 2,74 metros de diámetro, por lo que la potencia total requerida sería mucho menor, pero su salida de 8 W simplemente no sería suficiente para que las señales muy débiles no se perdieran en el fondo. ruido.

Por supuesto, la imagen óptica directa también sería imposible desde la Tierra o sus alrededores, con el Telescopio Espacial Hubble (HST) resolviendo Plutón en aproximadamente 16 x 16 píxeles , y todas estas sondas están mucho más lejos de nosotros que Plutón y, por supuesto, Plutón. es un planeta enano, ese es un objetivo de imágenes de órdenes de magnitud más grande.

Actualmente no podemos rastrear Pioneer 10 u 11.

Alguien en el foro XKCD calculó cuánta radiación emiten las sondas Voyager además de sus transmisiones de radio. El calor que desprenden se emite como luz infrarroja:

Tenemos una fuente de energía de 420 W a 1,78 × 10 10 km, lo que da un brillo de 1 × 10 -19 Wm -2 , o una magnitud aparente de 28. Eso es apenas visible para un gran telescopio terrestre... .

Tenga en cuenta que la radiación de la que estamos hablando estaría en las frecuencias infrarrojas, no en la luz visible. Aún así, una magnitud aparente de 30 es aproximadamente el límite para los telescopios IR terrestres más grandes.

Pero esto descuenta la resolución angular de un telescopio. Los Pioneers y Voyagers son demasiado pequeños para ser resueltos. Por ejemplo, aquí hay una imagen del Hubble de Plutón y sus lunas . Plutón tiene solo unos pocos píxeles de ancho:
Imagen del Hubble de Plutón y sus lunas

Entonces, una sonda espacial a esa distancia llenaría solo una fracción de un píxel. Aquí hay una imagen IR de Spitzer de un planeta enano :
Spitzer imagen de un planeta enano
Sospecho que una sonda espacial se perdería en el ruido.

Parece que el Telescopio Janes Webb podría separar eso, aunque sería muy difícil asignar tiempo. jwst.nasa.gov/content/forScientists/…

Datos posicionales "actuales":

Nave espacial Voyager 1, efemérides del viernes 7 de febrero de 2014, 02:13 UTC Ascensión recta: 17h 11m 54s Declinación: +12° 01' 12” (J2000) [HMS|00:00:00|dic] Distancia desde el sol: 18.968,76 millones Km Distancia desde la Tierra: 19.024,36 Millones Km Magnitud: NA Constelación: Oph

Nave espacial Voyager 2, efemérides del viernes 7 de febrero de 2014, 02:13 UTC Ascensión recta: 20h 00m 03s Declinación: -55° 56' 58” (J2000) [HMS|00:00:00|dic] Distancia desde el sol: 15.555,76 millones Km Distancia desde la Tierra: 15.662,57 Millones Km Magnitud: NA Constelación: Tel

Nave espacial Pioneer 11, efemérides del viernes 7 de febrero de 2014, 02:13 UTC Ascensión recta: 18h 49m 45s Declinación: -08° 48' 07” (J2000) [HMS|00:00:00|dic] Distancia desde el sol: 13.202,88 millones Km Distancia desde la Tierra: 13.319,30 Millones Km Magnitud: NA Constelación: Sct

Dado que (1) funcionan con generadores radiotérmicos, (2) por lo tanto, por encima de la temperatura ambiente y (3) en trayectorias conocidas, son bastante fáciles de rastrear. Un telescopio infrarrojo orbital debería poder encontrarlos con bastante facilidad. Son un pequeño objeto cálido en un curso conocido.

Referencias

Supongamos que estamos usando lo mejor que tenemos (¿Hubble?) a una resolución de 0,05 segundos de arco (lo que significa que es el objeto más pequeño que se puede detectar por encima del ruido de fondo)... en P10 de aproximadamente 120 UA, el radio actual está siendo fotografiado por el Hubble a 0,05 segundos de arco , es de aproximadamente 4500 km. Obviamente Pioneer 10 es mucho más pequeño. Otra perspectiva, Hubble no puede ver los módulos de aterrizaje lunares en la superficie de la luna, aquí hay un artículo que cubre eso... http://hubblesite.org/explore_astronomy/hubbles_universe_unfiltered/blogs/angular-solution-and-what-hubble-cant -ver

¿Estás seguro de tus cálculos con 0,05 segundos de arco? Su resultado parece estar equivocado por un factor de alrededor de un millón. Simplemente multiplicó 120 AU por 0,05 para obtener 6 AU. Si la resolución del Hubble fuera tan mala como calculaste, sería inútil.