¿La nave espacial Juno tiene una "señal abierta, por diseño"?

El artículo titulado Click-bate de Space News China usó silenciosamente la sonda Júpiter de la NASA para probar su red de espacio profundo contiene el material citado a continuación.

De hecho, todos escuchan las transmisiones de las naves espaciales de los demás todo el tiempo: ¿ datos espaciales secuestrados, instancias notables de recuperación de imágenes u otras cosas valiosas de la misión espacial de otra persona? y no habría datos en Horizons de JPL para algunas naves espaciales si no fuera por rastreadores aficionados que escuchan las sondas en el camino a Marte, las decodifican y comparten los vectores de estado que contenían (¡sí!) con el mundo (vea esta respuesta a Will ¿La misión Emirate Mars, Tianwen-1 y Mars 2020 Mission se acercan o se dispersan en su camino a Marte? )

La frase:

Si bien el equipo chino adquirió con éxito señales de Juno y determinó su órbita a través de sutiles mediciones de desplazamiento Doppler, estas acciones pasaron desapercibidas.

En respuesta a una solicitud de SpaceNews para comentar sobre la prueba y si se ha realizado la coordinación, el portavoz del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, David C. Agle, declaró que la agencia no participó en la actividad.

Brian Weeden, director de planificación de programas de la Fundación Mundo Seguro en Washington, dijo a SpaceNews que las pruebas serán útiles, pero no representan ninguna amenaza.

“Esto es como un radioaficionado tratando de sintonizar la señal más distante posible para probar la sensibilidad de su equipo. Juno está transmitiendo su señal portadora hacia la Tierra y es una señal abierta, por diseño. Cualquiera, incluso los aficionados, que tengan una antena lo suficientemente poderosa pueden captarlo.

Ahora, si la señal de Juno estuviera realizando un salto de frecuencia codificado en secreto en un rango muy amplio de frecuencias, o haciendo ráfagas de dominio de tiempo corto pero de banda extremadamente ancha secretamente espaciadas, de modo que sería difícil "captar" si no sabía en avance dónde mirar, no pudo ser rastreado por DSN con técnicas de tasa de rango y VLBI ΔDOR. ¿Cómo rastreamos la ubicación exacta de la nave espacial que está a millones o miles de millones de millas de distancia de nosotros? Entonces, la nave espacial que transmite una señal continua que cualquier antena poderosa y un receptor podrían "captar" no es realmente opcional o por diseño; tiene que ser de esa manera.

Pregunta: Entonces, me pregunto si a lo que realmente se refiere "señal abierta, por diseño" es a la modulación y codificación de la información dentro de las señales de Juno que están abiertas.

La señal abierta es la propia señal portadora. La portadora en sí no está modulada ni codificada, no se transportan datos. Solo necesita saber la frecuencia y la dirección para recibir la portadora.
@Uwe, sí, creo que esa es una señal abierta, pero no estoy seguro de que sea lo único abierto sobre su señal, y he argumentado que ese aspecto no es una opción; no fue diseñado para ser abierto, tiene que ser así o no podemos rastrearlo.
¿Por qué querría la NASA cifrar la señal?
@LorenPechtel "abierto" y "sin cifrar" no son exactamente lo mismo, y el escaneo de "señales" sin cifrar tiene algunos datos cifrados dentro de ellos. Así que no creo que haya nada aquí que diga con seguridad que algo está o no está encriptado. Solo estoy tratando de entender a qué * "señal abierta, por diseño" realmente se refiere * en todo caso.
Si haces que sea difícil para los entusiastas recoger el portaaviones, te dificultas a ti mismo recoger el portaaviones.
@LorenPechtel no es posible cifrar una señal de solo operador. No se transmite información, por lo que no se puede cifrar nada. Puede ocultar la portadora mediante saltos de frecuencia, pero ocultar es muy diferente de cifrar.

Respuestas (1)

Me parece que lo hicieron lo más abierto posible y todavía funciona, pero probablemente no sea lo suficientemente abierto como para captar la señal por su cuenta sin un esfuerzo significativo. La mejor fuente que he encontrado sobre la señal en sí es Juno Telecommunications (2012) , con "Detecting Juno's 'Heartbeat'" (2020) como subcampeón, y Juno Raw Data (Nivel 0) Gravity Science Instrument Archive Volume Software Interface Specification como un tercero distante. También está "The Juno Gravity Science Instrument" (2017) , pero no pude acceder a nada más allá del resumen.

Hay dos señales de Juno, una a 8,4 GHz (banda X) y otra a 32,08 GHz (banda Ka), que es considerablemente más alta que la porción de Ka utilizada para enlaces descendentes de satélites comerciales (17 a 21 GHz). La portadora de banda X es el enlace principal de la misión, que se utiliza para enviar telemetría (BPSK modulada a 280 o 25 kHz, velocidad 1/6 turbo codificada en buenas condiciones, como se ve en la imagen a continuación, o profundidad 1 intercalada de Reed Solomon concatenada con (7,1/2) convolucional a tan solo 10 bits por segundo), y datos de todos menos uno de los muchos instrumentos científicos. Júpiter está muy lejos, y Juno funciona con energía solar, por lo que a veces (esto está planeado para que coincida con el encendido del motor principal, lo que implica que la mayoría de las antenas o los paneles solares apuntan en la dirección incorrecta) la modulación de enlace descendente habitual, tan simple como es, es demasiado complicadopara que sus antenas parabólicas de 70 metros reciban con precisión, por lo que cambian a un modo que hace FSK muy lento sobre 512 tonos espaciados por 40 Hz.

El transmisor de banda Ka duplica lo que está haciendo el X, que es como funciona el último instrumento científico: están midiendo los términos de orden superior en el campo de gravedad de Júpiter al examinar la variación en el desplazamiento Doppler gravitacional aplicado a la señal. Envían lo mismo en dos frecuencias diferentes para usar las pequeñas diferencias entre ellos para eliminar otras fuentes de efectos, como la atmósfera de la Tierra, de los datos científicos. Cada bit que aterriza, como la salida sin procesar del bucle de bloqueo de fase que se ejecuta en las estaciones receptoras de la Red de Espacio Profundo de la NASA, y varias etapas adicionales de procesamiento (por ejemplo, las imágenes de la cámara son compandidas de 12 a 8 bits ) .a bordo, que necesita marcha atrás), están disponibles gratuitamente para todo el mundo tan pronto como puedan subirlos al sitio web.

En teoría, es posible que un ciudadano privado duplique todo este esfuerzo, pero incluso los ingenieros de comunicaciones de microondas jubilados que conozco no poseen antenas parabólicas más grandes que su casa (las dejaron en el trabajo cuando se jubilaron), y usted puede obtener todas los datos mucho más fácilmente por FTP, así que no sé por qué alguien se molestaría en recibirlos directamente por su cuenta, excepto para presumir de haberlo hecho.

Telemetría BPSK de 25 kHz modulada en la portadora, tal como se adquirió justo después del lanzamiento, razón por la cual tienen una hermosa SNR de 30 dB.

¡Guau, gracias por la respuesta completamente informativa! Estos están ligeramente relacionados y posiblemente sean de interés para los lectores después de que terminen de leer y votar su respuesta: ¿Cómo y qué tan bien medirá Juno los efectos del arrastre de cuadros? (efecto GR debido a la masa y la rotación de Júpiter) y Alternativas a la banda X y ¿Cuál es la frecuencia no óptica más alta utilizada o probada para su uso en la comunicación en el espacio profundo?
"Envían lo mismo en dos frecuencias diferentes para usar las pequeñas diferencias entre ellos para eliminar otras fuentes de efectos, como la atmósfera de la Tierra, de los datos científicos". ¿El "efecto" es el retraso debido a la menor velocidad de propagación? ¿Y la "diferencia" se debe a la dispersión, y esto de alguna manera les permite determinar (o verificar los modelos utilizados) la cantidad de retraso en cada frecuencia?