Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Поток Научпоп доступен 24/7 благодаря поддержке друзей Хабра
Комментарии 60
Примерно через 40 000 лет «Вояджер-1» пролетит на расстоянии 1,6 светового года от звезды под названием Глизе 445, после чего продолжит своё бесконечное путешествие по Млечному Пути.
Сдаётся мне, что он к тому времени либо уже давно будет в музее, с благоговением подобранный нашими потомками, либо до не него давно уже никому не будет дела. Поскольку никого и не будет…
Мне кажется, что он, все-таки, просто физически разрушится от столкновения... Вероятность "ДТП" с комическими объектами на таком длинном промежутке времени уже вполне выоска.
Вам действительно кажется. По всем фотографиям телескопов мы думаем, что в космосе что-то есть, но даже на дистанции 40 тысяч лет у Вояджера может эрозировать корпус, но не более того. Космос пуст, очень и очень пуст.
Вообще, в космосе бардак, конечно… Ни ПДД, ни ГИБДД, ни в целом регламентированных правил БДД, прости, Господи! Безобразие!
А если серьёзно, то сравнение тех.характеристик Вояджера и смартфонов в статье, учитывая их обычное применение, конечно, заставляет крепко призадуматься…
Re Поскольку никого и не будет…
Будет. Мы - дети Галактики. Но самое главное.,.
С наступающим!
Интересно что нет особо попыток закинуть что-нибудь побольше, побыстрее, с лучшим оборудованием и изначально рассчитанное на покидание солнечной системы вдогонку Вояджерам.
в тот момент планеты очень удачно выровнялись, что позволило за 1 пролет их кучу просмотреть
имеете в виду, что делать аппарат исключительно для того, чтобы он догнал/перегнал Вояджеры нецелесообразно? Удачное выстраивание планет, вроде как, еще и позволило реализовать некие гравитационные маневры, без которых они так далеко бы лететь не смогли. Тоже интересно, почему бы не отправить современный аппарат, сдается мне, что без использования гравитации попутных небесных тел тут не обойтись даже с учетом современных технологий.
даже с учетом современных технологий.
Технологии у нас сейчас ровно те же, что были тогда.
Falcon-Heavy - 63 т - тогда такого не было Можно будет обойтись 1 гравитационым маневром возле Юпитера
С 1967 года ракета «Сатурн-5» оставалась крупнейшей по величине, массе, мощности и грузоподъёмности из созданных человечеством ракет, выводивших полезную нагрузку на орбиту, превосходя более поздние «Спейс Шаттл», «Энергию» и «Falcon Heavy»[4][5]. Ракета выводила на низкую околоземную орбиту 141 т по официальным данным
Ну, технология-то ровно та же самая. Химический реактивный движитель.
New Horizons, 20 лет уже как летит и примерно столько же впереди
Банально нет научного бюджета. Изучать Марс и околоземные астероиды сейчас выгоднее с точки зрения пиара и поиска ресурсов, чем отправлять зонд в пустоту на 50 лет
Интересный вопрос возник - а если сейчас будет заказ на «Вояджер-3» (условно) – на каких технологиях его сделают и сколько он проработает?
Допустим в ТЗ сказано примерно то же самое – летит далеко, живет долго. Чтобы не хуже, чем у предков.
Технологии шагнули, опыт наработан, ИИ в помощь, опять же, для отлова косяков и оптимизации. Хотя при усложнении техники надежность падает, однако марсианские роверы показали отличное долголетие.
Электроника, движки, энергетика – сможет ли современное железо повторить достижения старинной?
На Вояджере вроде нет как таковых двигателей, только для корректировки. Мощные РИТГЕГи отработаны, ионные двигатели на практике использовали для межпланетных перелетов, не много, но косяков вроде не было.
Да особо нового не придумаешь, можно воткнуть РИТЭГ как у Кассини на 300 ватт мощности, ионные движки вместо гидразиновых, а все остальное такое же кондовое передатчик на лампе бегущей волны, приборы тоже которые трудно вывести из строя условиями космоса
Так у Вояджеров и так было 7000 Вт тепловой и 470 Вт электрической мощности на момент отлёта. Но термопары деградируют и сейчас выдают около 70 Вт электрической мощности (при ~4500 Вт тепловой).
Ионные движки, в отличие от гидразиновых, требуют для работы электричество, причём достаточно высокую мощность. Двигатели ориентации MR-103 на Вояджере выдают до 1Н тяги. Ионник с такой же тягой будет потреблять 30-40 кВт.
Ионные двигатели жрут электричество как не в себя. РИТЭГ на 300 ватт их просто не потянет, нужна полноценная ядерная установка киловаттного класса, а это совсем другие габариты и масса
По сути основное ограничение у Вояджера - нехватка питания и сложности с отправкой сообщений. Тут особо и не придумаешь чего-то, что действительно можно сделать иначе.
Сейчас одно из ограничений на Вояджерах - температура. Если она упадёт ниже 1.5℃, то замёрзнет гидразин, используемый в двигателях ориентации. При этом обогрев идёт за счёт работающей аппаратуры и электрических обогревателей. Сейчас температура на борту ~3.5℃. При этом у РИТЭГов ещё достаточно тепла (~4500Вт), но использование его напрямую для обогрева не предусмотрено.
они обычно представляют себе аудиокассеты, на которых в 1970-х годах слушали Led Zeppelin.
Тогда скорее на катушках слушали.
Это в СССР «Цеппелинов» слушали с катушек. А во всем мире тогда их слушали с винила, если дома, и с кассет, если в дороге. А еще были американцы, у них почти в каждой машине стоял специальный магнитофон под восьмидорожнчную кассету, можете погуглить ее устройство. Вот с ней и сравнивают магнитофоны «Вояджеров» — статья-то переводная, оригинал явно американец писал.
Если бы Вояджер был международным проектом, как МКС, тогда все имело бы смысл.
А так, сказали - "летит", значит - "летит", нужно верить и надеяться!
Частота передатчика известна, направление тоже. Стройте свою 70±метровую тарелку и принимайте сигнал с Вояджера. Вам только спасибо скажут за дублирование, а то единственный DSS-43 связь обеспечивает.
несколько вопросов ИИ:
Полоса пропускания приёмников DSN
Полоса пропускания приёмников DSN варьируется в широких пределах:
Минимальная: ~1 Гц (для точных измерений Доплера)
Типичная для «Вояджера»: 1–10 кГц
Для высокоскоростной связи (Ka): до 50 МГц
Мощность космического шума на 2 ГГц
Полоса пропускания Мощность шума (при T=10 К)
1 Гц 1.38×10−22 Вт
1 кГц 1.38×10−19 Вт
1 МГц 1.38×10−16 Вт
Мощность передатчика «Вояджера-1»
Мощность передатчика «Вояджера-1» составляет 23 Вт.
Этот сигнал с такой относительно небольшой мощностью передаётся на огромные расстояния — более 24 миллиардов километров от Земли — и принимается наземными антеннами Сети дальней космической связи (Deep Space Network, DSN) НАСА. Благодаря очень узкому направленному лучу и чувствительным приёмникам на Земле, сигнал удаётся уловить, хотя его мощность при приёме составляет всего около 10⁻²⁰ Вт — это в десятки миллиардов раз слабее, чем энергия одной фотонной лампы.
---------------------------------
То есть, мощность при приеме Вояджера на полосе пропускания 1 кГц = 10⁻²⁰ Вт
Мощность космического шума на полосе пропускания 1 кГц = 1.38×10−19 Вт
Что я считаю неправильно?
А что вас смущает? то что полезный сигнал слабее шума? Думаете его тогда не получится словить?
10⁻²⁰ Вт - мощность сигнала УЖЕ на приемнике
Думаю не получится, просто не сможете выделить полезный сигнал, хоть с кодированием, хоть с помехозащищенными протоколами.
И это мы еще не говорим о точности позиционирования, деградации радиоэлементов, электро-контактов и самой поверхности антенны и прочее и прочее...
Думаю ваши расчеты таки довольно пессимистичные. Плюс, учитывайте следующее:
- нам не нужен весь сигнал полностью, с потерями тоже вполне подойдет
- диапазон скорее всего таки меньше чем вы привели
- у сигнала известная сигнатура, причем сам сигнал нам падает каждый день в известное время
В обратную сторону, как вы понимаете, отправить сигнал куда легче - и мощности там повыше.
Синхронный детектор вытягивает полезный сигнал из шума даже когда мощность шума на порядки выше, чем у сигнала. Примерно как сейчас смартфоны своей крошечной пленочной антенной и без охлаждения приёмной части уверенно принимают сигналы 50-Втных передатчиков спутников с расстояния 20 тысяч километров.
Думаю не получится, просто не сможете выделить полезный сигнал, хоть с кодированием, хоть с помехозащищенными протоколами.
Прием сигнала с отрицательным SNR возможен. Разумеется, ценой скорости - вторая теорема Шеннона как бы намекает.
Вы ошиблись примерно на порядок, на сеансах недавних на входе приёмного тракта DSN Monitor показывал около -160 dBm
Много чего, начиная от того, что передача номинально идёт в Х диапазоне (8.4 ГГц) и заканчивая тем, что все приведённые цифры бессмысленны без указания того, к какому элементу наземного радиокомплекса они относятся. Не говоря уже о том, что все комплексы в составе DSN разные, даже тогда когда приём ведётся на одну антенну, без arraying. А сейчас это нередко не так.
Номинально говоря, передатчик S диапазона там тоже присутствует - наверное за это и зацепился ИИ в своих построениях.
Баловства ради добавлю калькуляцию EIRP (с допущениями и домыслами по части конструкции облучателя и эффективности использования апертуры): при мощности передатчика примерно 43.5dBm и рефлекторе диаметром 3.7м, для X диапазона, EIRP составит что-то в районе 92dBm или примерно 1.6MW. Звучит как очень много, и это на самом деле немало, но трасса беспрецедентно длинная, так что все равно прием таких слабых сигналов, которых не минует участь обратной квадратичной зависимости - при таком-то, повторюсь, расстоянии, как и их передача, это чистая черная магия СВЧ, а никакая уже и близко не наука. :)
В космосе все довольно просто. Запуск легко отслеживается, траектория отслеживается, аппарат можно в телескоп увидеть, радио-обмен послушать. СССР и США отлично знали о запусках аппаратов другими странами.
Опять амманули? А кого амманули-то? Вас?
А так, сказали - "летит", значит - "летит", нужно верить и надеяться!
Да никуда он не летит - воткнулся в небесный свод и оттуда продолжает вещать. А ослабевание сигнала объясняется деградацией батареек и оборудования в целом./s
Ага, конечно, сидит Стэнли Кубрик в голливудском подвале и уже 48 лет генерирует телеметрию с Юпитера))
спасибо автору, завтрак был научнопозновательный
Удивительно как инженерия 70х годов с ее консервативным подходом к дублированию систем уделала современный подход "выкатим в прод, потом запатчим")
48 лет без единого ресета - мое почтение
Потому что код писался на самом нижнем уровне с тщательным вылизыванием каждого фрагмента. Сейчас такой подход остался только для критической инфраструктуры вроде атомных станций, а на потребительском рынке дешевле и проще решать проблемы по мере их возникновения.
Проблем то за это время хватало. Например, Вояджер-2:
Сразу после отделения и раскрытия штанг зонд начал вращаться и связь пропала - первый AACS (компьютер ориентации) получил команды сразу от обоих CCS (управляющих компьютеров) и не смог их штатно обработать. К счастью второй AACS получил только одну команду и выполнил ориентацию с нуля.
После установления связи оказалось, что датчик одной из штанг показывает неполное раскрытие и не отстрелилась крышка спектрометра на этой штанге. Решили раскрутить зонд и повторить отстрел, чтобы штанга встала на место. Компьютер зонда не принял команду как слишком опасную. Позже оказалось, что штанга зафиксирована, но не сработал концевой датчик.
В 1978 несколько раз подряд пропустили передачу контрольного сигнала и зонд, решив, что испортился передатчик, переключился на запасной. Когда попытались переключить обратно, произошло короткое замыкание, выбило предохранители основного передатчика и подстроечный конденсатор на запасном. С того момента точную частоту приёмника на Земле пришлось подстраивать под скорость полёта зонда и температуру на борту.
В 1981 после пролёта Сатурна заклинило вращение платформы с научной аппаратурой. Позже оказалось, что платформа крутится, но с большим усилием, видимо закончилась смазка.
В 2010 выбило один бит в блоке накопления научных данных. ПО было переписано для обхода этого бита.
В 2023 из-за команды с Земли зонд нештатно повернулся на 2° и антенна потеряла ориентацию на Землю. Через некоторое время зонд запустил периодическую процедуру ориентации и связь восстановилась.
Но в целом да, надёжность впечатляющая.
А до Вояджера были Пионеры
Нравится про них читать в "17776. Каким будет футбол будущего"
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
«Вояджер-1» — «капсула времени» 1977 года, работающая на 69 КБ памяти и 8-дорожечном магнитофоне