Laut JPL: http://voyager.jpl.nasa.gov/mission/weekly-reports/
Voyager 1 bewegt sich relativ zur Sonne mit einer Geschwindigkeit von 19,03 km/s (oder 0,000063478 c oder einem Zeitunterschied von ~ 0,0005 Sekunden pro Jahr) und Voyager 2 bewegt sich mit 15,428 km/s.
Laut Factsheet haben Voyager kein Zeitsynchronisationssystem an Bord, Atomuhr oder ähnliches.
Müssen sie die Zeit mit der Erde synchronisieren? Oder brauchen Weltraumforschungssonden das generell?
Wenn ja, wie machen wir das?
Laut Voyager FAQ von JPL :
Es gibt im Raumfahrzeug keinen Uhrenchip als solchen. Die "Uhr" ist eigentlich ein Zähler, der auf einer von mehreren elektronisch erzeugten Frequenzen basiert. Diese Frequenzen, die auf einer von einem sehr stabilen Oszillator erzeugten Referenz basieren, werden umgewandelt und als Synchronisationssignale, Zeitgeber, Zähler usw. an verschiedene Stellen im Raumfahrzeug eingespeist Es ist mit Bodensoftware, die wir in den Tag des Jahres und die Tageszeit Greenwich Mean Time umwandeln.
Dies bedeutet, dass alle Daten, die es noch sammelt (laut dieser Antwort wäre es nicht viel ), von Werten des internen Zählers der Voyager begleitet werden und diese Zählerdaten später hier auf der guten alten Erde in Zeit umgewandelt werden (wo ich mir vorstelle, ein solcher Zeitunterschied aufgrund der Geschwindigkeit der Voyager relativ zur Sonne wird bei Bedarf berücksichtigt). Ich kann mir auch kein einziges Instrument an Bord der Voyager vorstellen, das eine Uhrensynchronisierung mit einem Zeitnehmer auf der Erde erfordern würde, und sie können sich leicht auf die internen Uhren verlassen, in Bezug auf die die Voyager Beobachtungen macht.
Um es anders auszudrücken: Wenn die Voyager alle 60 Sekunden etwas messen muss, überprüft sie ihren internen Zähler und nimmt eine weitere Messung vor, nachdem ihr interner Zähler sagt, dass 60 Sekunden vergangen sind, nicht wenn diese 60 Sekunden für uns auf der Erde vergangen wären ( was extrem wenig länger dauern könnte).
Ich gebe nur einen kleinen Überblick, wenn dies:
Oder brauchen Weltraumforschungssonden das generell?
Von Natur aus tun sie das nicht - aber oft führen sie eine Zeitsynchronisation oder eine Neukalibrierung der Uhr durch.
Die Uhr auf Raumfahrzeugen ist ein Zähler, der oft in Software verwaltet wird und von einem Hardware-Oszillator abgeleitet ist. Eine absolute(1) (Erd-)Zeit kann von diesem Zähler abgeleitet werden, wenn wir wissen, wann er begonnen hat und um welchen Zeitraum er inkrementiert wird. Die Zeit auf dem Raumschiff ist also eine relative Zeit, nur ein Zähler seit dem Start. (Dies ist konzeptionell dasselbe wie die Zeiterfassung auf einem normalen PC).
Jetzt driften alle Oszillatoren, der Zähler läuft herum und es gibt andere Probleme mit dieser Art der Zeitmessung, aber das Tragen einer Atomuhr zur Zeitmessung ist normalerweise auf Raumfahrzeugen nicht machbar.
Solange man jedoch den Wert der Borduhr (des Zählers) kennt, wann sie gestartet wurde, wie weit diese Uhr abgedriftet ist, sind alle Daten verfügbar, um die Zeit zu berechnen.
Die Berechnung der absoluten (Erd-)Zeit kann durch Bodensysteme erfolgen, die aus den relativen Zeitstempeln der Daten von der Raumfahrzeuguhr zur Erdzeit abgeleitet werden. Befehle, die an das Raumfahrzeug gesendet werden, können umgekehrt übersetzt werden, von der absoluten Zeit, die auf der Erde verwendet wird, in die zukünftige relative Zeit, die auf dem Raumfahrzeug verwendet wird.
Natürlich kann die Umrechnung zur/von der Erdzeit in die Raumfahrzeugzeit auch an Bord des Raumfahrzeugs anstelle von Bodensystemen erfolgen – in solchen Fällen ist eine periodische Zeitsynchronisierung erforderlich, damit die korrekte Zeit beibehalten werden kann. Die korrekte Zeit kann in diesem Fall konzeptionell nur darin bestehen, die aktuelle absolute Zeit an das Raumfahrzeug zu übertragen und es die Differenz zwischen dieser Zeit und seinem Bordzähler beibehalten zu lassen, sodass es einfach einen Offset von der Borduhr hinzufügen kann, um die absolute Zeit zu erhalten.
Ob die absolute Zeit auf dem Raumfahrzeug oder dem Bodensystem gehalten wird, hängt vom Raumfahrzeug und der Mission ab - oft wird beides getan, um Fehler bei der Zeitmessung zu erleichtern und zu verhindern. In jedem Fall sind Telemetrie vom Raumfahrzeug über die Borduhr, deren Wert, ob sie zurückgesetzt wurde, übergelaufen ist, und andere Parameter sehr wichtig.
Einige Referenzen:
(1) Natürlich ist die von uns verwendete "absolute" Zeit auch eine relative Zeit aus einer Epoche und nach einem mehr oder weniger willkürlichen Kalender.
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