Если "Вояджер" во что-нибудь врежется, узнаем ли мы?

Недавно был задан вопрос о возможности использования «Вояджера-2» для обнаружения объектов в облаке Оорта. Ответы указывают, среди прочего, что приборов на борту «Вояджеров», вероятно, будет недостаточно для такого обнаружения.

Однако теоретически есть по крайней мере один способ обнаружения объектов без какого-либо специального оборудования: прямое столкновение. "Вояджеры" движутся очень быстро, поэтому такое столкновение, вероятно, выведет корабль из строя.

Я хотел бы отделить проблему «обнаружения столкновений» от различных проблем, поднятых в другом вопросе, поэтому вместо объектов облака Оорта давайте предположим, что завтра один из «Вояджеров» столкнется с каким-то ранее необнаруженным объектом. В таком случае, сможем ли мы отличить аварию от других возможных сбоев?

Я думаю, что затмение было бы лучшим способом обнаружить объект, пересекший путь "Вояджера", чем авария. Я предполагаю, что авария будет неотличима от других событий, которые могут привести к резкому прекращению связи. С затмением мы можем угадать расстояние до объекта на основе приблизительных размеров, используя продолжительность потери сигнала. Конечно, и в этом случае нельзя исключать какой-либо неисправности прибора, но если потеря сигнала не повторяется, то это вряд ли неисправность прибора.
Конечно, и покрытия, и аварии маловероятны, учитывая, насколько огромен космос.

Ответы (1)

Скорее всего нет.

Нисходящая связь "Вояджера" (через его радиосвязь с сетью дальнего космоса (DSN) НАСА) не является непрерывной. Вы можете проверить расписание контактов на этом сайте "Вояджера" . сигнал вообще, существует множество возможных причин, начиная от отказа радиосистемы или системы управления ориентацией, которая направляет антенну на Землю, до столкновения с чем-то.

Если он сталкивается с чем-то, это что-то не обязательно должно быть очень большим. «Вояджер-1» удаляется со скоростью почти 17 км/с, «Вояджер-2» — со скоростью ~15,4 км/с, поэтому ледяная частица размером с BB может разорвать связь с РИТЭГом (радиоизотопной батареей, которая питает все). Если он каменный или металлический, он может пробить многослойную изоляцию, покрывающую автобус, и пробить дыру в основном топливном баке... есть несколько уязвимых мест. В любом случае, все, что мы знали бы, это то, что когда мы снова попытались связаться с кораблем, мы ничего не услышали.

С другой стороны, если бы что-то произошло, пока мы были в контакте, профиль силы радиосигнала дал бы некоторые подсказки, хотя и не обязательно окончательные. В большинстве режимов отказа сигнал будет затухать довольно медленно, в некоторых быстрее, в некоторых медленнее. Например, полная потеря управления ориентацией приведет к тому, что он очень медленно угаснет с четко определенным профилем, поскольку направление на Землю дрейфует через главный луч HGA, а затем в боковые лепестки. Катастрофический разрыв основного топливного бака ( очень маловероятен!) привел бы к его остановке через десятки миллисекунд, но не между отдельными битами данных при текущей скорости нисходящего канала 160 бит/с .

Существует очень мало сценариев, которые могут прервать нисходящий канал в середине бита, и столкновение с чем-то большим является одним из них. Но существует более одного сценария быстрой потери. Примером может быть катастрофический отказ лампы бегущей волны (ЛБВ) передатчика X-диапазона, что-то вроде обрыва провода внутренней спиральной катушки, хотя я полагаю, что позже они попытаются проверить, получат ли они сигнал S-диапазона. Этому мог бы помешать сбой питания, из-за которого задымились ЛБВ диапазона S и X. В любом случае, есть события без коллизий, которые могут прерывать связь в середине бита. Они вряд ли, но опять же, так что наткнуться на что-то большое.

Чистый результат: мы не знали бы наверняка.

Знали бы мы, если бы траектория «Вояджера» была изменена кометой значительного размера? Я полагаю, что в другом ответе говорилось, что самый большой теоретический размер кометы составляет ~ 300 км (или что-то в этом роде), если это нарушило путь путешественника, но не разорвало связь из-за удара или чего-то еще, сможем ли мы знать?
@MagicOctopusUrn Еще бы! Такое изменение изменило бы доплеровский сдвиг несущей радиосигнала, а доплеровское отслеживание космического корабля чрезвычайно чувствительно к этому. Мы бы сразу поняли, что что-то изменило нашу траекторию !
Какое наименьшее значительное отклонение траектории можно обнаружить? Мы говорим примерно об изменении скорости примерно на 0,00001 м/с или о чем-то гораздо большем?
@MagicOctopusUrn Вас может заинтересовать этот вопрос , хотя я не знаю, отвечает ли он минимальным обнаруживаемым изменениям.
@KamilDrakari ааа ... так что это больше вопрос «от какого самого большого возмущения мы могли бы оправиться?» В противном случае возмущение может быть эквивалентно столкновению, потому что оно не может направиться назад к Земле или стабилизироваться.
@MagicOctopusUrn, если аномалия Pioneer является каким-либо признаком, мы должны иметь возможность отслеживать изменение, измеряемое в частях на миллион или, возможно, в частях на миллиард.
Так мило со стороны НАСА иметь страницу в Интернете для своей миссии, учитывая, что эти зонды были запущены за пять лет до появления Интернета.
@MagicOctopusUrn Согласно descanso.jpl.nasa.gov/monograph/series1/Descanso1_C03.pdf , система X-диапазона, которую «Вояджеры» используют для обычного отслеживания, может измерять с точностью до 30 микрон в секунду, или 3 X 10^-5 м/ с. Учитывая скорость рецессии «Вояджера-1», это пара миллиардных долей !