Warum konnte Canberra Voyager 2 hören, aber nicht mit ihm sprechen?

Der Artikel „When Voyager 2 Calls Home, Earth Soon Won’t Be Aly to Answer“ der New York Times erklärt, dass von den drei 70-Meter-Schüsseln im DSN nur die von Canberra mit ihr sprechen kann, weil die Flugbahn von Voyager 2 weit unter die Ekliptik geführt hat. Wenn es also bald renoviert wird, gibt es kein Gerede mehr.

Der Artikel weist jedoch darauf hin, dass der Empfang von Voyager-Übertragungen weiterhin möglich sein wird.

Frage: Warum genau war das so? Wurde nur der Sender der 70-Meter-Schüssel repariert? Warum kann ein Paar 34-Meter-Schüsseln die Aufgabe nicht erledigen, aber mit einer niedrigeren Datenrate? Was war die technische Erklärung für Nur-Empfangen?

Auch wenn das Team die Voyager 2 nicht steuern kann, werden sie dennoch dem Raumschiff lauschen. Durch die Kombination der Leistung der anderen Antennen in Canberra werden sie in der Lage sein, ihre wissenschaftlichen Beobachtungen zu sammeln.

„Der Standort Canberra wird weiterhin Daten vom Raumschiff zurückerhalten“, sagte Frau Dodd. „Die wissenschaftlichen Daten werden immer noch herunterkommen.“

In der Lage zu sein, nur zuzuhören, könnte einige Angst auslösen. Während Voyager 2 weiterhin wissenschaftliche Daten sammeln und zurücksenden wird, werden die Mitglieder des Teams, sollte etwas schief gehen, machtlos sein und müssen nur mit gebundenen Händen zusehen.

„Wir planen das seit über einem Jahr“, sagte Frau Dodd. „Ich denke, wie bei jeder guten Planung sind wir darauf vorbereitet. Und wir haben unser Bestes getan, wissen Sie, wir haben unser Bestes getan, was wir konnten.

beachten Sie asphärische Kühe im Vordergrund:

Antennen des Deep Space Network-Komplexes in Canberra, Australien

Antennen des Deep Space Network-Komplexes in Canberra, Australien. Bildnachweis: Canberra Deep Space Communication Complex, von Shannon Stirone

Von hier :

unten: Daten für die Sonne, Planeten, Pluto, Voyager 1 und Voyager 2, vom 1. Januar 1969 (ein gutes Jahr, um Dinge anzufangen) bis jetzt. Punkte sind jetzt. Die Daten stammen von NASA JPL Horizons . Von dieser Frage neu gepostet , wo zusätzliche Details angegeben sind.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

"beachte asphärische Kühe im Vordergrund" Was meinst du? Sie sehen für mich kugelförmig genug aus!
@JiK Sie sind in der Fourier-Erweiterung nur für zwei Terme sphärisch
@CarlWitthoft Sie sagen das, als ob es in einer Fourier-Erweiterung mehr als zwei Terme gäbe.
@JiK Fourier "Expansion" bezieht sich auf die Fourier/Taylor-Reihe, nicht auf die Fourier- Transformation . Sorry für die Verwirrung
@JiK kugelförmige Zunge in kugelförmiger Wange
Was ist das Quadrupolmoment einer Kuh?
@MichaelSeifert das ist eklig offensichtlich
@MichaelSeifert Sie sind nicht wirklich kugelförmig, also ist die Frage mooo-t.
Niemand hört jemals Canberra.
@bta, aber wenn sie auf einer reibungsfreien Oberfläche stehen, wird die Schwerkraft sie mit der Zeit sicherlich zu einer Kugelform zusammenziehen, oder?
@leftaroundabout Nein, da die Schwerkraft vorhanden ist, wird sie flach gegen die reibungsfreie Oberfläche gezogen. Sie brauchen keine Schwerkraft, um sich zu einer Kugel zu verschmelzen.
Mir gefällt einfach, wie die beiden größten und berühmtesten Radioschüsseln in Australien mit Viehzucht in Verbindung gebracht werden: Tidbinbilla mit asphärischen Kühen und Parkes, ... mit Schafen und noch mehr Schafen . Ich frage mich, was bessere Dämpfungseigenschaften für Funksignale hätte, Kuhfell oder Schafwolle? :-)

Antworten (1)

Laut JPL News vom 4. März hat nur DSS43 den richtigen S-Band-Sender, genug Leistung und befindet sich in der richtigen Hemisphäre, um mit Voyager zu sprechen:

Darüber hinaus ist ein spezieller S-Band-Sender erforderlich, um Befehle an Voyager 2 zu senden – einer, der sowohl stark genug ist, um den interstellaren Raum zu erreichen, als auch auf einer Frequenz, die mit der veralteten Technologie von Voyager kommunizieren kann. Die 70-Meter-Antenne von Canberra (genannt "DSS43") ist die einzige derartige Antenne auf der Südhalbkugel.

Weiter heißt es:

Wenn die Ausrüstung in der Antenne altert, wird das Risiko ungeplanter Ausfälle zunehmen, was die Voyager-Mission noch riskanter macht. Die geplanten Upgrades werden nicht nur dieses Risiko verringern, sondern auch hochmoderne Technologie-Upgrades hinzufügen, die zukünftigen Missionen zugute kommen werden.

Ich würde auch spekulieren, dass das Ausgraben eines Signals mit niedrigem Signal-Rausch-Verhältnis von Voyager, das von den 34-Meter-Schüsseln empfangen wird, mit der moderneren Hardware, die am Boden verfügbar ist, einfacher ist als für das über 40 Jahre alte Radio und den Computer der Voyager, um das korrekt zu decodieren superschwache Signale, die von denselben 34-Meter-Schüsseln gesendet werden. Dies wird etwas durch die Informationen im Buch Deep Space Telecommunications Systems Engineering auf der DESCANSO- Website des JPL unterstützt . Seite 350 (368 im PDF) sagt:

...Raumfahrzeugmissionen haben (...) und einen digitalen Einkanal-Befehlsdetektor (Viking Heritage) eingesetzt. Ein neuer digitaler Einkanal-Befehlsdetektor (NASA-Standard) wurde entwickelt und wird wahrscheinlich in naher Zukunft bei neuen Missionen eingesetzt werden.

(Beachten Sie, dass das Buch von 1983 ist). Es heißt dann:

Der Viking Heritage Command Detektor wurde ursprünglich für die Viking Mission entwickelt und später von den Voyager- und Galileo-Projekten übernommen .

(Hervorhebung von mir). Abschnitt 7.3.3.1 auf Seite 387 im Buch (405 im PDF) spricht mehr über den S/X-Band-Transponder (nur S für Uplink, S- und X-Band für Downlink) und diskutiert erneut die beiden Versionen - einen Voyager Version und die neuere NASA-Standardversion. Dies bedeutet wahrscheinlich wiederum, dass die neueren 34-Meter-Schüsseln keine Sender haben, die mit den alten Transpondern im Voyager-Stil sprechen können.

Ich bin mir nicht sicher, was Sie als Grund dafür sagen, dass Voyager 2 keine Signale von Canberas 34-Meter-Schüsseln empfangen kann. Liegt es daran, dass sie nicht die richtigen S-Band-Sender haben oder KEINE S-Band-Sender haben oder nicht genug Leistung oder Verstärkung haben? Fyi, hier gibt es mehr über das Link-Budget und die Systeme von Voyager: 1 , 2 , 3 , 4 , 5 .
Soweit ich das beurteilen kann (zB Kapitel 7 von Large Antennas of the Deep Space Network ), unterstützen die 34-m-Antennen S-, X- und Ka-Bänder. Ich denke, es liegt eher daran, dass die neueren 34-m-Antennen die alte Modulation im Viking/Voyager-Stil nicht ausführen können und das SNR-Verbindungsbudget nicht ausreicht.
Nicht wirklich. Die Nachrichten erwähnen das S-Band-Senden/Empfangen, das für Voyager im Vergleich zum heute gebräuchlicheren X-Band benötigt wird, aber wenn man sich z. B. die Seite für das 34-m-DSS 36 in Canberra ansieht, scheint es, dass sowohl es als auch DSS34 S-Band-Sender haben, die sich überschneiden den Frequenzbereich des 70m DSS 43 . Ich denke also immer noch, dass es an der Codierung von Details zu den Übertragungen oder dem möglichen SNR liegt, die die größere 70-m-Schüssel benötigen, aber einen DSN-Ingenieur zur Bestätigung benötigen würde (versuchen Sie es mit @nascom1 auf Twitter?).
Soweit ich das beurteilen kann, haben die Voyager, wenn sie der Erde lauschen, die Sonne im selben Strahl. Ich habe nie berechnet, wie hell eine Schwarzkörpersonne wäre, weil ich keine Ahnung habe, ob das repräsentativ für die Leistung der Sonne im S-Band ist. Wie gut kann Voyager 1 heutzutage Erdsignale von Sonnenrauschen trennen? Ich weiß auch nicht, wie breit ein Frequenzschnitt ist, dem das Frontend ausgesetzt ist .
oder wenn die Sonne stark genug wäre, um es zu sättigen, aber das hängt damit zusammen: Warum beträgt die Betriebstemperatur für die Berechnung des Empfängerrauschens der Voyagers etwa 1550 K? . Ich nehme an, die Designer waren optimistisch, dass die Voyager so lange überleben könnte, und haben das System so entworfen, dass es in der Lage ist, Übertragungen von der Erde aus dem Output der Sonne zu erkennen, aber ich bin noch nicht ganz in der Lage, das ganze Puzzle zusammenzusetzen. Ich denke, ich muss nur fragen, wie hell die Sonne im S-Band ist?
Warum konnte Canberra Voyager 2 hören, aber nicht mit ihm sprechen?
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