¿Cómo se puede saber que Chang'e-4 estaba "bloqueado con Queqiao" a partir de este espectrograma SDR?

Por ejemplo , http://www.svengrahn.pp.se/trackind/Selene/Selene.html

La razón de los saltos de frecuencia: una hipótesis ¿Por qué la frecuencia salta repentinamente justo antes de la pérdida de señal? La velocidad relativa a la tierra cuando la sonda desaparece detrás de la luna es de aproximadamente 1,54 km/s. Por supuesto, en el ecuador la velocidad circunferencial es de unos 0,45 km/s, pero a 59 N y con la Luna a 70 grados de elevación, descartemos este efecto por el momento. Por lo tanto, si el transmisor Selene no estuviera conectado a un enlace ascendente, la portadora se desplazaría hacia abajo en 11,6 kHz. Si el enlace descendente estuviera bloqueado en un enlace ascendente de frecuencia fija, la frecuencia se desplazaría hacia abajo otros 10,7 kHz (se debe tener en cuenta la relación de giro 240/221), nuevamente despreciando el efecto de la rotación de la tierra. Entonces, Justo antes de LOS, el enlace ascendente se apaga y el transpondedor Selene vuelve a su frecuencia de transmisión de funcionamiento libre y desaparece el desplazamiento hacia abajo del enlace ascendente. Es por eso que la frecuencia salta de 10 a 13 kHz. Creo que el hecho de que no siempre se trate de + 11 kHz puede estar relacionado con qué antena proporciona el enlace ascendente y dónde se encuentra en relación con la Luna.

Pero, ¿por qué no vemos grandes saltos similares cerca de AOS? Observó que los saltos de frecuencia son mucho más pequeños, a menudo solo unos pocos kHz. Creo que la frecuencia de transmisión del enlace ascendente se ajusta para que la frecuencia del enlace descendente no salte mucho. Esto simplificará el bloqueo del receptor en tierra.

Un ciclo Doppler completo durante un paso a través de la Luna En la imagen de la cascada a continuación, eliminé todas las interferencias (mientras todavía son visibles en la pantalla del espectro) y edité a mano cada píxel donde la portadora era visible haciéndola amarilla. Cuando se ejecuta la pantalla con esta lentitud (12 segundos entre actualizaciones) y la señal varía mucho cerca del nivel de nise, la pantalla capta al operador con bastante poca frecuencia. Por lo tanto, la visión general y la claridad de la señal no coinciden del todo cuando la señal es tan débil. De todos modos, se ve claramente el salto de frecuencia de 13 kHz justo antes de la pérdida de señal.

TL; DR: La trama muestra que Chang'e 4 no está bloqueado a ninguna fuente externa, sino que usa su propio reloj integrado para enviar datos.

Para responder a esto, podemos ignorar el satélite repetidor Queqiao y suponer que tenemos una conexión directa entre la Tierra Chang'e-4. Tratamos a Queqiao como una especie de espejo pasivo para la señal.

La forma sinusoidal es producida por el efecto Doppler cuando el satélite está en órbita alrededor de la Luna. La velocidad orbital es de aproximadamente 1,5 km/s. Esta es la velocidad con la que se acerca a nosotros cuando se vuelve visible y la velocidad con la que se aleja de nosotros poco antes de desaparecer detrás de la luna.

Por lo tanto, el cambio total de velocidad es$\Delta v =$3 km/s que se convierte en un desplazamiento Doppler de

Muchas sondas espaciales operan en un modo en el que reciben una señal de la Tierra y usan exactamente la frecuencia de la señal recibida para transmitir sus datos. Cuando estos no reciben una señal, usan su propio reloj integrado para generar la señal. Como dos relojes separados nunca son exactamente iguales, el cambio entre ambos modos puede verse como un salto de frecuencia en el espectro.

En ambos modos, la amplitud observada del desplazamiento Doppler es diferente: calculamos el desplazamiento en el caso del transmisor "desbloqueado": la nave espacial transmite siempre a la misma frecuencia, pero debido a su movimiento observamos un cambio de frecuencia. En el modo "bloqueado", veríamos el doble del cambio Doppler: se duplica porque la nave espacial ya recibe una señal de frecuencia cambiante de la Tierra, luego usa esta frecuencia cambiante para transmitir una señal que nuevamente es un cambio Doppler en el camino de regreso a nosotros. . Este claramente no es el caso de Chang'e 4.

Este cambio de "doble Doppler" es visible, por ejemplo, en esta grabación de la sonda Bereshit, nuevamente por Edgar Kaiser @df2mz. Puede ver cómo la señal recibida sigue dos curvas sinusoidales separadas: una con una amplitud mayor para la operación "bloqueada" y una segunda con la mitad de amplitud durante las fases "desbloqueadas".

Ahora asumimos que Queqiao es solo un "espejo pasivo" para la señal. Hay una pista en el diagrama que nos dice que esto está mal: dos veces, justo cuando la señal desaparece, vemos un salto repentino en la frecuencia (las dos líneas blancas cortas). Este parece ser el cambio entre "Queqiao está bloqueado en la señal de Chang'es" y "Queqiao usa su propio reloj" para enviar datos.

Nota al pie: Gracias a @df2mz por la conversación y señalar que estaba usando la velocidad de la luz incorrecta en mi primer intento de escribir esto.