Wie viel HF-Sendeleistung benötigt DSN, um Befehle an Voyager zu senden?

Überprüfen Sie die Seite DSN Now , wenn eine ihrer Stationen angezeigt wird, die mit Voyager 1 (Code VGR1) oder Voyager 2 (VGR2) kommuniziert, wählen Sie diese Schüssel aus und erweitern Sie dann die Seitenspalte rechts, um alle Daten anzuzeigen. Es zeigt die Sendeleistung unter dem Up-Signal- Abschnitt. Ich werde diese Antwort aktualisieren, sobald ich sehe, dass dies geschieht (Updates siehe unten), aber sie liegt im Bereich von 20 kW und mehr, je nachdem, welcher Sender verwendet wird, um damit zu kommunizieren.

Dh ziemlich genau an der Spitzenleistung, die ihm zur Verfügung steht und die der Sender handhaben kann. Beispielsweise ist New Horizons (NHPC) mit der am weitesten entfernten Entfernungssonde, mit der derzeit kommuniziert wird, in einer Entfernung von 31,86 AE von der Erde (Hin- und Rücklichtzeit von 8 Stunden, 49 Minuten und 52 Sekunden) über die Station 63 in Madrid (ihre größte Schüssel). , sendend bei 20,63 kW:

Immer noch eine vorübergehende Lösung, während ich genau das aktualisiere, wonach Sie gefragt haben, aber da ich ein wenig nach Bildern gegoogelt habe, habe ich auch diesen Screenshot gefunden, der die Canberra-Station 34 zeigt, die mit Voyager 2 kommuniziert. Es ist nicht so weit wie Voyager 1 (siehe zB Wo sind die Voyagers bei NASA Voyager ), und der Screenshot scheint am 21. März 2014 gemacht worden zu sein, also vor über einem Jahr, aber es war damals immer noch mehr als das Dreifache der aktuellen Entfernung der New Horizons von der Erde:

Die Station hier sendet mit einer Leistung von 19,08 kW. Zum Vergleich: Dieselbe Station kommuniziert derzeit mit SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), das am Lagrange-Punkt L1 zwischen Erde und Sonne (SEL1) stationiert ist, etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt oder ~ 1% der Entfernung zur Erde Sun und sendet in Richtung SOHO mit einer Leistung von 1,82 kW bei einer Frequenz von 2,1 GHz.

Beachten Sie, dass die Sendeleistung variiert und von vielen Parametern abhängt, einschließlich Frequenz, Entfernung zum Ziel und Winkel zum Horizont, dh wie dick die Atmosphäre das gesendete Signal überhaupt durchdringen muss, es sei denn, Sie geben bereits alles, was Sie können Wind, Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der unteren Atmosphäre, da diese Sender furchtbar heiß werden, wenn sie nahe ihrer Spitzenleistung betrieben werden. Und je niedriger der Winkel, desto stärker sind die atmosphärischen Effekte der Erde, einschließlich Beugung, Brechung und Dämpfung im Allgemeinen.

Dank der Verfolgung des Raumflugbetriebsplans der Voyager (PDF) durch OP ist es uns nun gelungen, die Madrider Station 63 (70-m-Schüssel, nicht die 30-m-kleineren) zu erfassen, die in Richtung der Voyager 1 in einer Entfernung von über 131 AE sendet (Roundtrip Light Time von der Erde von über 36 Stunden und 24 Minuten). Die Temperatur um Madrid, Spanien, war zum Zeitpunkt der Übertragung um 23:36 Uhr Ortszeit (MESZ) über 31 °C und fast kein Wind (Abnehmen vom Stall auf nur ~ 5 km / h), also sollte es nicht sein zu überraschend, dass seine Sendeleistung unter 20 kW (19,08 kW) lag, um das thermische Rauschen niedrig und den Transciever unter seiner Spitzen-TDP (Thermal Design Power) zu halten:

Die Sendeleistung nahm langsam zu, als die Umgebungstemperatur etwas sank und der Wind etwas an Fahrt aufnahm. Die Höhe der Schüssel nimmt ebenfalls zu, da sie die Position von Voyager 1 verfolgt, was auch die atmosphärische Dämpfung des Funksignals verringern wird.

Für einen weiteren Vergleich, hier ist Goldstones Schüssel gleicher Größe, die während der Übertragung an New Horizons alles gibt (21,44 kW auf dem Bild, bis zu 21,6 kW), aber die Temperatur dort war zum Zeitpunkt der Erfassung 15 °C und eine angenehme Brise reichte 27 km/h:

Für zusätzliche Screenshots siehe Links in den Kommentaren unten.

Ich weiß nicht, wie viel sie brauchen , aber sie verwenden einen 20-kW-S-Band-Sender auf einer 70-m-Antenne mit 16 Bit pro Sekunde für den Uplink.

Dieses Dokument enthält einige technische Details:

http://deepspace.jpl.nasa.gov/dsndocs/810-005/101/101E.pdf

Auf Seite 12 sehen Sie, dass der S-Band-Sender eine maximale Ausgangsleistung von 400 kW hat. Andere haben 20 kW max.