¿Puede la Voyager 1 recibir señales de la Tierra?

Hay respuestas sobre el envío de mensajes de la Voyager 1 a la Tierra, pero ¿puede la Tierra seguir enviando señales a la Voyager 1? Me pregunto si la señal del Sol eventualmente superará la señal de la Tierra o si la señal de la Tierra se atenuará demasiado para que la antena de la Voyager 1 la capte.

Y probablemente habría sido un duplicado, si hubiera estado aquí en lugar de en Física : ¿Cómo se comunica la Tierra con la Voyager I?
@MichaelKjörling, ¿quieres decir "... en lugar de aquí"? ¡Mira hacia atrás, ya que parece estar aquí! La parte sobre el ruido del sol es nueva e interesante, ya que su separación angular para la Voyager 1 continúa disminuyendo.
¡Buena pregunta! - He pedido un seguimiento relacionado con un posible ruido del sol.
@uhoh La pregunta "¿Cómo se comunica la Tierra con la Voyager I?" está en Physics SE, no Space Exploration SE. No es posible marcar preguntas como duplicadas entre diferentes sitios, por lo que si (a) esa pregunta se hubiera publicado aquí, o (b) los duplicados entre sitios hubieran existido, entonces esa pregunta probablemente habría calificado como duplicada.
@MichaelKjörling tienes razón! - No estaba siguiendo lo suficientemente cerca.

Respuestas (4)

Sí, la Tierra puede enviar un mensaje a la Voyager 1 tan fácilmente como podemos recibir un mensaje. Existen algunas diferencias entre las rutas de enlace ascendente y descendente.

  • No podemos actualizar la radio en la Voyager 1 a un equipo más nuevo (pero una actualización a la estación terrestre es igualmente beneficiosa),
  • La ganancia de las antenas en la nave espacial y en la Tierra es constante, y la pérdida de trayectoria en el espacio libre es la misma tanto para el enlace ascendente como para el enlace descendente. Esto significa que para una potencia de transmisión determinada (cualquier dirección), la potencia recibida será la misma (pero no la intensidad de la onda que ingresa a la antena receptora. Consulte aquí para obtener más detalles ).
  • El rendimiento del transmisor y el receptor de la nave espacial puede ser ligeramente diferente al de la Tierra,
  • El ruido visto por la Tierra y la Voyager 1 será ligeramente diferente (la Voyager apunta hacia el sol, los platos de la Tierra apuntan al espacio).

¡Uf! Ahora que todo eso está dicho, las señales SÍ de la Tierra se atenuarán más a medida que aumente la distancia. PERO, tenemos la ventaja de que podemos usar amplificadores cada vez más potentes (hasta cierto punto).

Como señaló MSalters, el factor limitante probablemente terminará siendo la falta de energía eléctrica del RTG para apuntar la nave espacial con precisión y/o alimentar el LNA de la nave espacial. Podemos seguir mejorando las estaciones terrestres aquí durante bastante tiempo. Incluso hemos desarrollado mejores códigos de corrección de errores desde que se lanzaron los Voyagers (códigos turbo frente a Reed-Solomon), por lo que cualquier futura misión en el espacio profundo podrá ir aún más lejos (todo lo demás es igual).

EDITAR: Actualizado para aclarar varios puntos que había pasado por alto inicialmente. Gracias SF. EDIT 2: error tipográfico fijo. Gracias JDługosz.

La oración "Los canales de comunicación son generalmente simétricos en un sentido físico". es bastante engañoso. En la Tierra tenemos antenas receptoras realmente sensibles y antenas emisoras realmente poderosas. La Voyager no puede pagar una antena enorme para la recepción, pero aun así recibe una señal lo suficientemente fuerte como para leerla con lo que tiene. Tampoco puede darse el lujo de inyectar una gran potencia en el envío, pero la minúscula señal que llega a la Tierra aún puede ser decodificada por las enormes antenas terrestres. Así que es bastante asimétrico en términos de potencia, con el enlace descendente mucho más débil que el enlace ascendente.
Lo gracioso es que, en principio, nada impide que la Voyager use mejores códigos de corrección de errores. Podemos cargar nuevo software a las computadoras.
"el transmisor es" es un error tipográfico o "ES" significa algo más que "es" aquí?
@Joshua Quizás podría (no sé si la codificación de la señal se realiza mediante una computadora reprogramable), pero incluso si es posible, ¿sería usted quien firmaría el riesgo de bloquear una computadora de a bordo? (Sí, cualquier cosa que las Voyagers hagan ahora es una ventaja, pero eso no significa que puedas permitirte el lujo de ser imprudente). Recuerda también que las computadoras en las sondas Voyager son muy primitivas y de bajo consumo para los estándares modernos, dado que tiene >40 años; existen límites muy reales y estrictos para lo que esas computadoras son capaces de hacer dado el tiempo de procesamiento relevante y los presupuestos de energía.
@MichaelKjörling: ¿Por qué cree que cada sonda Voyager tiene dos de cada computadora? (Necesita 3 computadoras distintas para hacer su trabajo...)
@Joshua ¿Dónde dije que creo que "cada sonda Voyager tiene dos de cada computadora"? Una lectura rápida de Wikipedia indica que las sondas Voyager tienen múltiples computadoras a bordo distintas que sirven para diferentes propósitos. No pude encontrar rápidamente nada que indicara si uno de ellos realiza la codificación de datos para la transmisión o no, pero eso sería necesario para que sea remotamente posible actualizar la sonda para usar una codificación de datos más avanzada para transmisiones. Si es así, y la carga del software falla por cualquier motivo, será un día muy malo para alguien en la Tierra.
Tengo un libro en mi estantería que los describe como tres pares por redundancia; y desvincularon la redundancia del encuentro con Neptune para poder usar uno de ellos para la compresión de datos.
¿Cómo está tu quemador trasero en estos días :)?

Sí. La secuencia a bordo en ambos Voyagers se actualiza cada mes y medio aproximadamente. Además, hay un pase de DSN cada pocos días, en el que hay un rango que requiere la recepción y respuesta de una señal de pseudo-ruido, y hay comandos simples en cada pase, como restablecer el temporizador de pérdida de enlace ascendente.

El poder de los Voyagers se agotará mucho antes de que ya no podamos comunicarnos con ellos. Si no fuera por la energía, podríamos comunicarnos con ellos durante otro siglo, o más (incluso sin actualizaciones de antena terrestre durante ese tiempo, lo que podría hacer que dure aún más). Es probable que el dinero se agote antes que la energía para comunicar, una vez que ya no podamos operar ningún instrumento científico debido a la energía insuficiente. Se estima que esto será alrededor de 2025.

Sí, pero no se sabe cuánto durará. El problema es que la Voyager necesita apuntar su receptor hacia la Tierra y está perdiendo su capacidad para hacerlo.

Me preguntaba acerca de esto, así que calculé qué tan ancho es el haz de la antena principal de la Voyager. Basado en un ángulo de haz de 0,32° , obtengo un radio de ~0,7 AU cuando la Voyager está a 120 AU de distancia. En este ángulo, la potencia recibida es la mitad de la potencia máxima. Con base en el comentario de Mark, probablemente podríamos apuntar la Voyager al Sol y estabilizar el giro de la nave espacial. Entonces podríamos continuar recibiendo después de agotarse el combustible.

Si bien es posible que no tengamos una señal constante, podríamos planificar fácilmente cuándo tendríamos las mejores oportunidades para una señal y tal vez obtener una mejor calidad durante épocas específicas del año. Si se considera lo suficientemente valioso, podríamos implementar el método de la línea de vida: enviar otra sonda como un relé de señal, junto con la última versión de la tecnología, y luego podemos continuar con tales misiones, actualizándolas a medida que avanzamos. Quizás podría seguir una trayectoria ligeramente diferente y viajar en un camino paralelo (aunque curvo), y seguir en contacto con la Voyager 1, además de tener una mejor recepción durante el resto de sus días de servicio.

Dados los genios matemáticos que tenemos en este foro, sería concebible simplemente cargar una breve tabla de fechas/horas/ángulos para una mejor recepción de la señal, actualizándola con el tiempo, a medida que pasan las fechas.

Creo que esto podría expresarse mejor como una respuesta, "no necesariamente, pero sí de todos modos, y he aquí por qué", que como la discusión que parece ser actualmente.
"una tabla corta de fechas/horas/ángulos para la mejor recepción de la señal, actualizándola con el tiempo, a medida que pasan las fechas" no proporcionaría una respuesta a esta pregunta, ni (como señaló Nathan Tuggy) esto realmente, ya que es escrito ahora (pero probablemente podría reescribirse para que sea más parecido a una respuesta). Realice el recorrido del sitio y revise ¿Cómo escribo una buena respuesta? en el centro de ayuda de nuestro sitio para obtener más información.