Есть ли способ найти и отследить Pioneer 10, 11 и Voyager 1, 2?

введите описание изображения здесь

Космические зонды «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2» — первые искусственные устройства, покинувшие нашу Солнечную систему.

Основная проблема, с которой они сталкиваются, это отсутствие в них источника питания.

Поэтому они не могут правильно связаться с Землей....

Есть ли способ найти или отследить эти зонды с помощью новейших технологий?

Интересный вопрос! Это дало несколько интересных ответов, о которых я никогда бы не подумал! Сопутствующий вопрос .
Я задал связанный с этим вопрос о сигналах «Вояджера», полученных из межзвездного пространства в 2012–2013 годах: space.stackexchange.com/questions/30450/…

Ответы (4)

« Вояджеры» все еще активны , и хотя у них нет мощности, необходимой для запуска всего научного оборудования на борту, а некоторые из них уже перестали работать, они по-прежнему передают на Землю потоки телеметрических данных, которые принимает 70-метровый аппарат NASA JPL. антенна в Голдстоуне, Калифорния, часть сети дальнего космоса . Цитата из Википедии о программе "Вояджер" :

Два космических корабля "Вояджер" продолжают работать с некоторой потерей избыточности подсистем, но сохраняют возможность возвращать научные данные от полного комплекта научных инструментов межзвездной миссии "Вояджер" (VIM).

Оба космических корабля также имеют достаточную электрическую мощность и топливо для управления ориентацией, чтобы продолжать работу примерно до 2025 года, после чего может не хватить электроэнергии для поддержки работы научных приборов. В это время вернутся научные данные, и полеты космических кораблей прекратятся.

Однако зонды Pioneer больше ничего не передают. Ну, может быть, но их сигнал слишком слаб на расстоянии до Земли, на котором они находятся (в настоящее время Pioneer 10 находится примерно на расстоянии 110 а . , они не генерируют достаточно энергии, необходимой для работы их приемопередатчиков, и их сигналы улавливаются даже самыми мощными радиоантеннами. По данным НАСА , последний очень слабый сигнал Pioneer 10 был получен 22 января 2003 г., а последний раз, когда контакт Pioneer 10 возвращал данные телеметрии, был 27 апреля 2002 г. Что касается Pioneer 11, НАСА оценило, что его передатчик вообще замолчит. где-то в конце 1996 г. и 29 сентября 1995 г.объявили о прекращении деятельности Pioneer 11 .

До того, как зонды Pioneer полностью замолчали, SETI использовала Pioneer 10 в качестве тестовой цели во время своего проекта Phoenix Project , которая служила хорошей аппроксимирующей целью для сигнала ETI . Проблема с обнаружением зондов Pioneer в настоящее время заключается в их расстоянии и мощности их передач, если они все еще передают (вероятно, нет, и их термопарные спаи РИТЭГов к настоящему времени изношены и не обеспечивают необходимую мощность для передачи чего-либо). Так что даже подойдя намного ближе к зондам и подслушав, скорее всего, это не приведет к успеху.

Например, для всенаправленных передач на расстоянии 120 а.е. необходимая мощность передачи составляет 1,6 кВт с использованием изотропных антенн EIRP , что определяет дальность обнаружения приемной антенны с круглой апертурой диаметром 305 метров, аналогичной радиотелескопу Аресибо . Зонды Pioneer, конечно, использовали направленные параболические параболические приемопередающие антенны диаметром 2,74 метра с высоким коэффициентом усиления, поэтому общая требуемая мощность была бы намного меньше, но их выходной мощности 8 Вт было бы недостаточно, чтобы очень слабые сигналы не терялись на фоне. шум.

Прямые оптические изображения, конечно, также были бы невозможны с Земли или ее окрестностей, поскольку космический телескоп Хаббла (HST) разрешает Плутон примерно в 16 x 16 пикселей , и все эти зонды намного дальше от нас, чем Плутон, и, конечно, Плутон. это карликовая планета, которая на несколько порядков крупнее объекта визуализации.

В настоящее время мы не можем отслеживать Pioneer 10 или 11.

Кто-то на форуме XKCD подсчитал, сколько излучения излучают зонды "Вояджер" помимо их радиопередач. Тепло, которое они выделяют, излучается в виде инфракрасного света:

У нас есть источник мощностью 420 Вт на 1,78×10 10 км, что дает яркость 1×10 -19 Втм -2 , или видимую звездную величину 28. Это как раз видно в большой наземный телескоп... .

Обратите внимание, что излучение, о котором мы говорим, относится к инфракрасным частотам, а не к видимому свету. Тем не менее, видимая величина 30 — это предел для самых больших наземных ИК-телескопов.

Но это обесценивает угловое разрешение телескопа. «Пионеры» и «Вояджеры» слишком малы, чтобы их можно было решить. Например, вот изображение Плутона и его спутников, сделанное Хабблом . Размер Плутона всего несколько пикселей:
Хаббловский снимок Плутона и его спутников

Таким образом, космический зонд на таком расстоянии заполнил бы только часть пикселя. Вот ИК-изображение карликовой планеты , сделанное Спитцером :
Спитцеровское изображение карликовой планеты
я подозреваю, что космический зонд потеряется в шуме.

Похоже, что телескоп Джейнс Уэбб мог бы разделить это, хотя было бы очень сложно выделить время. jwst.nasa.gov/content/forScientists/…

"Текущие" позиционные данные:

Космический корабль «Вояджер-1», эфемериды на пятницу, 7 февраля 2014 г., 02:13 UTC Прямое восхождение: 17 ч 11 м 54 с Склонение: +12° 01 '12” (J2000) [HMS|00:00:00|дек] Расстояние от Солнца: 18 968,76 млн км Расстояние от Земли: 19 024,36 млн км Величина: Северная Америка Созвездие: Oph

Космический корабль "Вояджер-2", эфемериды на пятницу, 7 февраля 2014 г., 02:13 UTC Прямое восхождение: 20 ч 00 м 03 с Склонение: -55° 56' 58” (J2000) [HMS|00:00:00|декабрь] Расстояние от Солнца: 15 555,76 млн. км Расстояние от Земли: 15 662,57 млн ​​км Величина: Северная Америка Созвездие: Тел.

Космический корабль Pioneer 11, эфемериды на пятницу, 7 февраля 2014 г., 02:13 UTC Прямое восхождение: 18 ч 49 м 45 с Склонение: -08° 48' 07” (J2000) [HMS|00:00:00|декабрь] Расстояние от Солнца: 13 202,88 миллиона км Расстояние от Земли: 13 319,30 млн км Величина: Северная Америка Созвездие: Sct

Учитывая, что они (1) питаются от радиотепловых генераторов, (2) поэтому выше фоновой температуры и (3) движутся по известным траекториям, их довольно легко отследить. Орбитальный инфракрасный телескоп должен быть в состоянии найти их довольно легко. Они представляют собой небольшой теплый объект на известном курсе.

использованная литература

Представим, что мы используем лучшее из того, что у нас есть (Хаббл?) с разрешением 0,05 угловой секунды (имеется в виду, что это наименьший объект, который можно обнаружить над фоновым шумом)... на P10 примерно 120 а.е., текущий радиус отображается Хабблом с разрешением 0,05 угловой секунды. , примерно 4500 км. Очевидно, что Pioneer 10 намного меньше. С другой точки зрения, Хаббл не может видеть лунные модули на поверхности Луны, вот статья, посвященная этому... http://hubblesite.org/explore_astronomy/hubbles_universe_unfiltered/blogs/angular-resolution-and-what-hubble-cant -видеть

Вы уверены в своих расчетах с 0,05 угловых секунд? Ваш результат кажется ошибочным примерно в миллион раз. Вы просто умножили 120 AU на 0,05, чтобы получить 6 AU. Если бы разрешение Хаббла было бы таким плохим, как вы рассчитали, он был бы бесполезен.