¿Cómo envía la Voyager 1 señales a la Tierra?

Sistema de comunicación :

El sistema de comunicación por radio de la Voyager 1 fue diseñado para usarse hasta y más allá de los límites del Sistema Solar durante el vuelo extremadamente largo de esta sonda espacial. El sistema de comunicación incluye una antena parabólica de alta ganancia de 3,7 metros de diámetro para enviar y recibir ondas de radio a través de las tres estaciones de la Red de Espacio Profundo en la Tierra. Estas ondas moduladas se colocan en la banda S (alrededor de 13 cm de longitud de onda) y la banda X (alrededor de 3,6 cm de longitud de onda), lo que proporcionó una tasa de bits de hasta 115,2 kilobits por segundo cuando la Voyager 1 estaba a la distancia de Júpiter de la Tierra, y muchos menos kilobits por segundo a distancias mayores.

Fuente: Wikipedia sobre Voyager 1 - Sistema de comunicación

La comunicación de la Voyager 1 es recibida en la Tierra por la Red de Espacio Profundo (DSN):

La Red de Espacio Profundo (DSN) de la NASA ha estado asociada con la Voyager 1 y la Voyager 2 desde 1977, brindando soporte diario de comunicaciones a las dos naves espaciales muy distantes. La excelente asociación continúa mientras la nave espacial gemela Voyager explora las regiones de nuestro universo cerca del área donde el viento solar se encuentra con los vientos interestelares, áreas nunca antes exploradas por objetos creados por el hombre.

Debido a las enormes distancias y las débiles señales resultantes de la nave espacial, se requieren grandes antenas y receptores muy sensibles del DSN para proporcionar las capacidades de comunicación necesarias. La DSN es la red de comunicaciones de naves espaciales más grande y sensible del mundo. Consiste en tres complejos de comunicaciones del espacio profundo ubicados aproximadamente a 120 grados de longitud alrededor del mundo: en Goldstone, California; cerca de Madrid, España; y cerca de Canberra, Australia. Esta ubicación permite la comunicación continua con una nave espacial.

Fuente: JPL Voyager - Red de espacio profundo

Retraso en las comunicaciones :

Las comunicaciones por radio viajan a la velocidad de la luz, o$299\ 792\ 458\ \frac{\text{m}}{\text{s}}$. Y una unidad astronómica (UA) es$149\ 597\ 871\ \text{km}$. el citado$125.01\ \text{AU}$es la distancia que recorrió la Voyager 1 mientras navegaba a través de nuestro sistema solar, y no la distancia desde la Tierra en esa fecha, por lo que primero tendremos que encontrar una distancia precisa desde la Tierra y hacer nuestros cálculos sobre el tiempo que toma para sus señales lleguen a la Tierra después de que encontremos esa información.

JPL tiene una página web conveniente con la distancia exacta actual de la Voyager desde la Tierra . También proporciona el cálculo de cuánto tarda la luz del Sol en llegar a él, pero eso no es exactamente lo que necesitamos (queremos que el tiempo llegue a la Tierra con la velocidad de la luz). Podríamos hacer un atajo en nuestros cálculos, ya que el Sol está en promedio$1\ \text{AU}$lejos de la Tierra, pero eso daría lugar a cierto margen de error debido a que la Tierra no está necesariamente a lo largo del camino directo entre la Voyager 1 y el Sol (podría estar más cerca o más lejos, según la época del año y la posición de la Tierra). en la órbita alrededor del Sol).

Así que hagamos nuestros propios cálculos; Actualmente, la Voyager 1 es$124\ 56269764\ \text{AU}$, o$18\ 634\ 314\ 372.96\ \text{km}$lejos de la Tierra. Ingresando estos números y la velocidad de la luz en nuestra calculadora (distancia dividida por la velocidad de la luz, después de hacer la conversión de unidades de kilómetros a metros), obtenemos el$62157.382\ \text{seconds}$o 17 horas, 15 minutos, 57 segundos y 382 milisegundos, y aumentando cada día .