Как «Вояджер-1» посылает сигналы на Землю?

Система связи :

Система радиосвязи "Вояджера-1" была разработана для использования в пределах Солнечной системы и за ее пределами во время чрезвычайно длительного полета этого космического корабля. Система связи включает в себя параболическую параболическую антенну с высоким коэффициентом усиления диаметром 3,7 метра для отправки и приема радиоволн через три станции сети дальнего космоса на Земле. Эти модулированные волны помещаются в S-диапазон (длина волны около 13 см) и X-диапазон (длина волны около 3,6 см), которые обеспечивали скорость передачи данных до 115,2 кбит/с, когда «Вояджер-1» находился на расстоянии Юпитера от Юпитера. на Земле и намного меньше килобит в секунду на больших расстояниях.

Источник: Википедия о "Вояджере-1" - Система связи .

Сообщение «Вояджера-1» принимается на Земле сетью дальнего космоса (DSN):

Сеть дальнего космоса НАСА (DSN) сотрудничает с «Вояджером-1» и «Вояджером-2» с 1977 года, обеспечивая ежедневную поддержку связи для двух очень удаленных космических кораблей. Превосходное партнерство продолжается, поскольку космический корабль-близнец «Вояджер» исследует области нашей Вселенной вблизи области, где солнечный ветер встречается с межзвездными ветрами — области, которые никогда прежде не исследовались искусственными объектами.

Из-за огромных расстояний и возникающих в результате слабых сигналов от космического корабля для обеспечения необходимых возможностей связи требуются большие антенны и очень чувствительные приемники DSN. DSN — крупнейшая в мире и наиболее чувствительная сеть связи космических кораблей. Он состоит из трех комплексов дальней космической связи, расположенных примерно на 120 градусов долготы друг от друга по всему миру: в Голдстоуне, Калифорния; недалеко от Мадрида, Испания; и недалеко от Канберры, Австралия. Это размещение обеспечивает постоянную связь с космическим кораблем.

Источник: JPL Voyager - Сеть дальнего космоса

Задержка связи :

Радиосвязь распространяется со скоростью света, или$299\ 792\ 458\ \frac{\text{m}}{\text{s}}$. А одна астрономическая единица (а.е.) равна$149\ 597\ 871\ \text{km}$. Цитируемый$125.01\ \text{AU}$— это расстояние, которое «Вояджер-1» преодолел во время путешествия по нашей Солнечной системе, а не расстояние от Земли в этот день, поэтому сначала нам нужно найти точное расстояние от Земли и произвести расчеты времени, которое потребуется для его сигналы достигнут Земли после того, как мы найдем эту информацию.

JPL имеет удобную веб-страницу с точным текущим расстоянием "Вояджера" от Земли . Он также обеспечивает расчет того, сколько времени требуется свету от Солнца, чтобы достичь его, но это не совсем то, что нам нужно (нам нужно время, чтобы достичь Земли со скоростью света). Мы могли бы сократить наши расчеты, так как Солнце в среднем$1\ \text{AU}$от Земли, но это приведет к некоторой погрешности из-за того, что Земля не обязательно находится на прямом пути между "Вояджером-1" и Солнцем (он может быть ближе или дальше, в зависимости от времени года и положения Земли). на орбите вокруг Солнца).

Итак, давайте сделаем наши собственные расчеты; В настоящее время "Вояджер-1"$124\ 56269764\ \text{AU}$, или же$18\ 634\ 314\ 372.96\ \text{km}$подальше от Земли. Введя эти числа и скорость света в наш калькулятор (расстояние, деленное на скорость света, после того, как мы переведем единицы измерения из километров в метры), мы получим$62157.382\ \text{seconds}$или 17 часов, 15 минут, 57 секунд и 382 миллисекунды, и увеличивается с каждым днем .