Comments 13
Меня такие устройства и проекты очень восхищают, особенно когда читаешь своеобразный некролог про космические аппараты, и видишь, что при запланированном ресурсе работы в полгода-год, они проживают гораздо дольше, пять, а то и десять лет.
Жду активной фазы работы с Марсом, ожидаю каких-нибудь открытий в ускорении передачи данных, и вообще развития космической связи :D
А у него прям на Землю направленна антенна? Насколько же у нее узкая диаграмма направленности, я думал что на таком расстоянии уже можно не париться и просто на Солнце направлять.
От солнца, наверное, будет широкий спектр самых разных помех?
Мне кажется как раз на таком расстоянии 2 градуса могут охватить всю солнечную систему, если кто знает, скажите как посчитать)
Угловой размер считать надо. Я как-то раз пытался рассчитать размер для космического корабля на орбите Земли. Как оказалось, на расстоянии одного мегаметра объект длиной в 2 Км вполне возможно заметить.
Upd. Нашёл сайт, на котором считать можно: https://planetcalc.ru/1897
Расстояние в метрах.
D = L * sin(2)
Сейчас Вояжержер на расстоянии 20 млрд км
Тоесть 20_000_000_000* sin(2) = 20_000_000_000 * 0,034899496702501 = 697989349,050019432897841 ~ 700_000_000 ~ 700 млн км
А диаметр орбиты Земли ~300 млн км, так что пока немного перекрывает орбиту Марса(Rмарса ~ 1.6-2 a.е.)
С расстояния 1 парсек наблюдаемый угол между Солнцем и Землёй (если наблюдать "сверху". Т.е. Перпендикулярно плоскости орбиты) будет равен 1 угловой секунде.
Так сигнал ослабевает. Расстояние огромное, а энергии уже мало.
Менее 0,4 градуса между Солнцем и Землёй. Узкий луч Вояджера (а их там три разной ширины для поиска Солнца и Земли) имеет угол около 0,5'. Но на самом деле шумы от Солнца на таком расстоянии вполне себе на уровне теплового шума, регистрируемого приёмником. Но и штатный сигнал с Земли не сильно мощнее. Различают и селектируют их сугубо их счёт того, что с Солнца и фона идёт белый шум, а с Земли когерентный сигнал. На входе стоит ФАПЧ, которая пытается зацепиться за псевдопериодическую последовательность. Если зацепилась, то дальше уже за счёт усреднения периодического сигнала отфильтровывается шум солнца, который в среднем даёт 0. С этого момента можно уже устойчиво выделять сигнал на фоне шума. Если период ФАПЧ большой (или зависит от времени наблюдения стабильного сигнала), то дальше сбить такую ФАПЧ непериодическим шумом практически невозможно, так как на большом периоде шум, опять же, даёт ноль. Чем дальше в лес, тем дольше ФАПЧ ожидает захвата для установления связи, и тем больше период усреднения для получения каждого отсчёта данных. При сопоставимых мощностях шумоподобной помехи и сигнала, позволяет повысить мощность полезного сигнала сразу на порядки. А в норме там шум от Солнца сейчас не превышает шумов усилителя. Потому борются с шумом вообще, а не с шумом от Солнца.
Но самая большая проблема не просто в фоновом шуме или шуме от Солнца, а во всяких периодических составлявших в шумах, которые получаются из-за вращения Земли, вращения Солнца, движения Земли по орбите, и движения всякого разного в космосе. При сближении Земли и Солнца эти эффекты очень сильно могут увеличить время захвата частоты ФАПЧ, вплоть до невозможности такого захвата. У них там, вроде, даже два набора фильтров и настроек есть, на случай совсем неудачного стечения обстоятельств, чтобы изменить характеристики ФАПЧ и она смогла захватить сигнал, если очень не повезло с внешними факторами. Вероятность того, что возникнет сразу две разных периодических составляющих в шумах совсем уж небольшая.
Есть ещё проблема в том, что для устойчивой работы нужно сначала получить стабильный сигнал от аппарата, чтобы скорректировать погрешность его бортового генератора, текущую фазу ФАПЧ приёмника и доплеровское смещение. Поэтому, чтобы что-то передать, нужно сначала что-то принять. Естественно, что некоторое время после потери связи можно пытаться передавать на прежних поправках. Смысл в том, что ФАПЧ на Вояджере активно помогают с Земли, подстраивая сигнал под её текущее состояние. Поэтому там не просто выделение сигнала на фоне шума, а выделение сигнала, который активно пытается выделиться на этом фоне, обладая знанием о состоянии и поведении приёмника, и активно используя это знание. Это сильно облегчает задачу приёма со стороны Вояджера. В тяжёлую годину, если всё попало и связи нет никакой, восстанавливают в лоб - повышением мощности передаваемого с Земли сигнала на порядки. При желании кратковременно можно и в 1000 раз мощность поднять, чтобы выделиться на фоне шумов и позволить ФАПЧ захватить сигнал, а потом уже переключаться на относительно маломощный передатчик с кучей автоподстроек.
Короче, там не в Солнце основная проблема.
НАСА вновь получило сигнал с «Вояджер-2»