La Voyager 1 fue el primer objeto en llegar al espacio interestelar el 25 de agosto de 2012 cuando pasó más allá del reino de influencia del plasma del sol (la heliosfera)[...] ( fuente )
Aunque algunos de sus instrumentos han sido apagados para conservar energía, actualmente todavía estamos recibiendo datos de las dos sondas Voyager y continuaremos haciéndolo durante algún tiempo:
Incluso si es probable que los datos científicos no se recopilen después de 2025, los datos de ingeniería podrían seguir devolviéndose durante varios años más. Las dos naves espaciales Voyager podrían permanecer en el rango de la Red de Espacio Profundo hasta alrededor de 2036, dependiendo de cuánta potencia tenga la nave espacial para transmitir una señal a la Tierra. ( fuente )
El sitio web del JPL ofrece información sobre la distancia y la velocidad actuales de ambas sondas:
Distancia desde el Sol§: Voyager 1: 153.58332228 AU; Voyager 2: 127.70461507 AU
Velocidad con respecto al Sol ( estimada ): Voyager 1: 38,026.77 mph; Voyager 2: 34,390.98 mph
§Este es un indicador en tiempo real de la distancia en línea recta de las Voyagers al sol en unidades astronómicas (UA). ( fuente - mis cursivas )
Mi pregunta es:
¿Sobre qué base se determina la información sobre la distancia y la velocidad de las sondas Voyager? ¿Se hace esto mediante el análisis de los datos que recibimos de las sondas? ¿O estos valores se calculan en base a nuestra comprensión actual de la forma en que se mueven los cuerpos? Tenga en cuenta que las distancias anteriores se muestran como 'estimadas' (pero no puedo encontrar información sobre la base de esa estimación).
Mi razón para hacer esta pregunta es la noción (ciertamente loca) de que podemos estar equivocados al suponer que el espacio interestelar es fundamentalmente similar al espacio que rodea a una estrella. ¿Es posible que en realidad no lo sea? Estamos aprendiendo cosas nuevas todo el tiempo; Tomemos, por ejemplo, el informe de noticias de mayo de 2021 sobre las fluctuaciones en el medio interestelar , en el que se cita a Jim Cordes, físico espacial de Cornell, diciendo:
"He usado la frase 'el medio interestelar inactivo', pero puedes encontrar muchos lugares que no son particularmente inactivos"
Las sondas Voyager se están aventurando en lo desconocido, y actualmente, por un período limitado, tenemos una oportunidad única de probar la hipótesis de que el espacio interestelar difiere de alguna manera de cómo lo imaginamos; pero tal vez no se ponga a prueba, si nuestra creencia en nuestra comprensión actual de las 'leyes' del movimiento es demasiado fuerte.
Traté de ir a la boca del caballo para hacer esta pregunta, pero la página de contacto en el sitio web de JPL es 404 :(
¿Sobre qué base se determina la información sobre la distancia y la velocidad de las sondas Voyager?
Los Voyagers, así como muchas otras naves espaciales antes y después, llevan lo que se llama un transpondedor coherente .
El más simple de estos sería lo que se conoce como "tubería doblada"; un receptor que amplifica la señal de radio y la retransmite exactamente como se recibió.
El problema aquí es que la señal recibida desde tan lejos es increíblemente débil, por lo que la nave espacial no puede transmitir 5 o 10 vatios a la frecuencia exacta que también está escuchando. vatios
Entonces, en cambio, la señal recibida se mezcla con un oscilador local y se convierte en heterodino a una frecuencia algo diferente relacionada con algún número racional. Del DESCANSO Capítulo 3; Telecomunicaciones Voyager
3.2.1.1 Portador de enlace ascendente. Cada estación de espacio profundo (DSS) transmite una frecuencia portadora de enlace ascendente de 2114,676697 megahercios (MHz) a la Voyager 1 y de 2113,312500 MHz a la Voyager 2. La portadora puede estar modulada o no modulada con datos de comando (CMD), rango (RNG) o ambos. Se proporciona bloqueo de fase a la portadora de enlace ascendente. Cuando el receptor del transpondedor (RCVR) está bloqueado en fase, su oscilador controlado por voltaje (VCO) proporciona una referencia de frecuencia al excitador para generar una portadora de enlace descendente que es coherente en dos sentidos con el enlace ascendente.
Las frecuencias de enlace descendente se enumeran en la Tabla 3.2:
Coherent Downlink
Frequency (MHz)
Voyager 1 2296.481481
Voyager 2 2295.000000
Voyager 1 8420.432097
Voyager 2 8415.000000
Podemos confirmar que las razones son fracciones racionales:
3.2.2.1 Portadores de enlace descendente. Cuando el transpondedor se establece en el modo de seguimiento coherente bidireccional y se sincroniza con una portadora de enlace ascendente, la frecuencia de la portadora recibida se utiliza para generar portadoras de enlace descendente coherentes en fase y frecuencia. La relación entre la frecuencia de enlace descendente y la frecuencia de enlace ascendente es 240/221 para el enlace descendente de banda S y 880/221 para el enlace descendente de banda X.
Para obtener más información sobre la técnica de determinación de la tasa de rango a través de mediciones Doppler de retardo, consulte varias publicaciones en Space Exploration SE con la etiqueta delay-doppler
Los efectos de los electrones dentro y fuera del sistema solar son pequeños pero no pueden ignorarse. Pueden abordarse midiendo la señal de retorno en dos frecuencias diferentes, ya que la pequeña pero medible diferencia en la velocidad de una señal de radio en función de la frecuencia es una función simple de la densidad de electrones.
Esta es la misma forma en que se determinan las distancias a las ráfagas de radio rápidas (FRB).
De DESCANSO Serie 1: Capítulo 3; Observables de seguimiento de rango y Doppler :
Para cada caso se ha supuesto el seguimiento en una sola banda de frecuencias en el modo bidireccional. Los enlaces descendentes de doble frecuencia, que están disponibles en algunas naves espaciales, se pueden utilizar para reducir los efectos de la ionosfera y el plasma solar. Por ejemplo, los retrasos del plasma solar que superan los 200 m en las mediciones de rango de Viking Lander de banda S se calibraron con una precisión de aproximadamente 8 m utilizando enlaces descendentes duales S y X de los orbitadores Viking [86,87] . Hoy en día, las naves espaciales operan principalmente con un enlace ascendente y descendente de banda X. Los efectos de plasma para un enlace bidireccional de banda X se reducen en un factor de 13 en comparación con un enlace de banda S. El uso futuro de enlaces bidireccionales en banda Ka reduciría este efecto por un factor adicional de 14.
Para el sistema actual, el error aleatorio de 0,03 mm/s para una medición Doppler de banda X realizada durante 60 s se debe principalmente a las fluctuaciones en la densidad del plasma solar a lo largo de la línea de visión. Este valor varía con la proximidad de la trayectoria del rayo al Sol y con el ciclo solar. El error aleatorio para una medición de rango se debe principalmente al ruido térmico.
usuario15381