Die Winkelauflösung eines optischen Systems ist gegeben durch

$\phi_0 =1.22$$\lambda \over D$, wobei D der Durchmesser der Optik ist.

Die Winkelgröße eines Objekts der Größe d im Abstand R ist gegeben durch

$\alpha =arctan$$d \over 2R$$=$$d \over 2R$

Wenn wir die beiden Winkel ausgleichen, erhalten wir

$1.22$$\lambda \over D$$=$$d \over 2R$

Wenn wir in R lösen, bekommen wir das

$R=$$dD \over2\times 1.22 \times \lambda$

Vorausgesetzt$\lambda = 500 nm$, und unter Berücksichtigung eines Spiegeldurchmessers von 10 Metern (entspricht dem Spiegel des GTC) und einer Größe von 5 Metern für das Objekt erhalten wir

$R = 40\times10^6 \ m$, oder 40.000 km. Diese Entfernung entspricht etwa der Höhe der geostationären Umlaufbahn.

Wenn wir stattdessen passive Radioastronomie verwenden, haben wir die größte Struktur der Erde mit einem Durchmesser von 500 Metern (chinesisch FAST), die bei einer Wellenlänge von 0,10 Metern arbeitet.

Dies würde eine minimale Erkennungsentfernung von etwa 11000 Metern ergeben. Aber ich denke, in diesem Fall würden wir zuerst die optische Spur des Satelliten in der Atmosphäre brennen sehen.

IR-Erkennung

Quelle: Ledeboer, 2018 .

Anstatt reflektiertes optisches Wellenlicht von der Sonne zu verwenden, versuchen wir, etwas zu erkennen, das die Sonde selbst aussendet. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Funkemissionen auf die Erde gerichtet sind, daher wäre die wahrscheinlichste Emission, die wir einfangen würden, Schwarzkörperstrahlung von der Sonde selbst.

Die Treibstoffleitungen der Voyager sind mit Hydrazin gefüllt, das auf mindestens 1,6 °C (275 K) gehalten werden muss. Diese Leitungen befinden sich außerhalb des Raumfahrzeugs, also legen sie die Grenzen dafür fest, wie kalt das Raumfahrzeug werden kann, während es „in Betrieb“ ist. Das aktuelle Modell in der obigen Veröffentlichung legt nahe, dass die Rumpftemperaturen der Voyager im Bereich von 15 bis 20 °C liegen. Runden wir dies auf 300 K. Die Emissionskurve bei 300 K sieht ungefähr so ​​aus:

Eine mögliche alternative Berechnung der Erkennung besteht darin, einfach die von L.Dutch verwendete optische Auflösungsgleichung zu verwenden, außer dass 500 nm durch eine Wellenlänge von 10.000 nm ersetzt werden. Damit beträgt die Erfassungsreichweite 800.000 km: größer als die Entfernung zum Mond.

Ich habe versucht, den Unterschied zwischen den IR-Emissionen der Voyager und der Hintergrund-IR zu berechnen, konnte aber nicht genug Daten bekommen; nicht auf Hintergrundspektren, der Oberfläche der Voyager oder in vielen anderen Bereichen.

Ich habe bemerkt, dass der kosmische IR-Hintergrund bei 100-1000 liegt$\mu$m Reichweite, deutlich höher als der Spitzenwert für Voyager. Dies deutet darauf hin, dass wir möglicherweise eine gute Auflösung bei den niedrigeren Wellenlängen erzielen können, bei denen die IR-Emissionen von Voyager maximiert werden.

Optik ist eine schlechte Wahl, also vielleicht etwas über die Radargeräte, die zur Verfolgung von Weltraumschrott verwendet werden , die eine unglaubliche Auflösung haben. Je weiter man hinausschaut, desto geringer wird es natürlich. Die Erkennung eines 2-cm-Objekts in 1000 km Entfernung ist nicht ausgeschlossen, sodass die Erkennung von etwas 12 Fuß großem (wenn Sie es nur sehen möchten, ohne Oberflächeninformationen zu erhalten) ungefähr 180.000 km betragen würde. Durch den Einsatz einer aktiven Sendekomponente kann die Erfassungsreichweite verdoppelt werden.

Also rund 400.000 km sind mit aktueller Ausstattung (optimiert für einen anderen Einsatzzweck) nicht ausgeschlossen. Es wäre nicht ausgeschlossen, mehr Leistung, mehr oder größere Empfänger, andere Frequenzen usw. einzusetzen, um diese Reichweite erheblich zu erhöhen. Sie eliminieren den größten Faktor, indem Sie das „Lucky-Spotting“-Szenario zulassen. In Anbetracht dessen sehe ich sehr wenig Grund, warum es nicht in Frage kommt, etwas am Rand des Sonnensystems mit einem speziell dafür gebauten System zu entdecken.

Was das Wissen betrifft, ob es ein Alien ist oder nicht, bezweifle ich, dass dies allzu machbar ist, ohne eine Übertragung von ihm zu erhalten. Sie würden seinen Weg, seine Geschwindigkeit und seine ungefähre Größe kennen. Ansonsten müssten Sie warten, bis die Optik und das Objekt viel näher sind.