Amateur DSN / Voyager 1

[superlopez23]

Para quien no lo conozca existe una aficion muy relacionada con la radioastronomia aficionada, que es lo que se llama "amateur DSN" (por la recepcion de señales destinadas a la red DSN), basicamente consiste en recibir las transmisiones de radio de sondas espaciales, como las enviadas a marte, o algunas de ellas fuera de los limites del sistema solar.

http://www.uhf-satcom.com/amateurdsn/
http://w3ref.cfn.ist.utl.pt/cupido/dsn.html

El record actual , si no me equivoco esta en la recepcion de la sonda Voyager 1 , un DX de unos quince mil millones de kilometros nada menos. La sonda fue lanzada en septiembre de 1977 y viaja actualmente a una velocidad de 61.600 km/h

http://www.uhf-satcom.com.nyud.net/misc ... /dh2va.pdf

[FOXSTAR]

mmm... una aportación interesante sin duda,no conocia este tipo de DX Espacial, me estudiare el tema Receptores y antenas haber si puedo conocer mas esta modalidad poco conocida.

Lo único que no veo muy claro son las distancias de Transmisión y Recepción que permiten...

El record actual , si no me equivoco esta en la recepcion de la sonda Voyager 1 , un DX de unos quince mil millones de kilometros nada menos. La sonda fue lanzada en septiembre de 1977 y viaja actualmente a una velocidad de 61.600 km/h

No se yo tampoco me puedo quejar tengo DX confirmados desde Málaga hasta la Patagonia Argentina, que también hay varios miles de Kms.ahora bién pasar de unos miles de Kms. terricolas
a 15.000 Millones de Kms.Interplanetarios me parece muy exagerado, como mínimo deben emitir con el valvulífero Spanish "ULVIN Tremendus" que da picos de 4000w..si no no me lo explico, aunque tampoco puedo asegurar que no sea asi....FOXSTAR.saludos.

[eb3frn]

Buenos días,

os invito a que entréis en el grupo amateur-dsn, donde estamos todas las estaciones activas en la recepción de sondas espaciales http://groups.yahoo.com/group/amateur-DSN/

Ralmente las sonda no emiten con demasiada potencia, sobre como recibir señales a tanta distancia, el "truco" está en que las antenas receptoras que usa la nasa en los tres centros de seguimiento son de gran diametro, las mas pequeñas son de 34metrs, y las grandes de 70metros de diametro. En plan amateur, usamos antenas mucho mas pequeñas, pero que dan suficiente ganancia (mas de 40db) si se usan anchos de banda muy pequeños ( menos de 3Hz, lo típico es 1.7Hz o 0.85Hz) usando software fft.

Con una estación típica que suele ser una antena entre 1.8 y 3.7Mts de diámetro es fácil recibir las sondas marcianas, que estan a unos 300millones de km aprox. y el limite esta con la cassini en saturno que está a unos 1500millones de KM. La siguiente ya es la voyager, pero requiere de antenas con un diámetro mínimo de 20mts.

Luis Cupido recibió la voyager usando una antena de 5mts pero con una integración de 1h. o sea recibir la señal a ciegas, capturar durante una hora y luego a base de filtrado y proceso por software extraer unos pocos segundos de la señal.

Como anécdota, esta noche se ha conseguido recibir la primera sonda en banda Ka, (32 ghz) http://www.uhf-satcom.com/amateurdsn/kepler/. Yo ya tengo el hardware y espero estar online en 32ghz en menos de dos meses.

Os paso algunas imágenes de mi estación:


Antena parabolica de 3mts
http://www.eb3frn.net/paella/DSCF0063.JPG

Detalle del amplificador y conversor de 8.4ghz a 430Mhz:
http://www.eb3frn.net/paella/DSCF0066.JPG

Detalle del amplificador de bajo ruido, autoconstruido a partir de un lnb de banda Ku
http://www.eb3frn.net/DSN/DSCF0052.JPG

Detalle de otro conversor de 8.4ghz a 430Mhz tambien usado en mi estación:
-A la izquierda acoplador hibrido, al centro mezclador con IF en IQ y a la derecha oscilador de 8Ghz
http://www.eb3frn.net/DSN/DSCF0072.JPG

Señal recibida de la sonda stardust http://stardust.jpl.nasa.gov/home/index.html 300millnes de KM, pero solo 1db de SN
http://www.eb3frn.net/DSN/stardust.PNG


Señal fuertisima de la sonda estereo B, mas de 40db de SN a 10 millones de KM, esta es una de las sondas mas cercanas y facil de recibir
http://www.eb3frn.net/stereoB3.JPG

Espero que os haya gustado.

73! Iban
eb3frn

[FOXSTAR]

Gracias por los comentarios e informaciones,realmente son muy interesantes,mas o menos yo si imaginaba distancias como las que comentais, pero sigo sin creerme que se pueda recibir una señal de este tipo desde QUINCE MIL MILLONES DE KILÓMETROS,teniendo en cuenta la poca potencia a la que se emite, estas señales se tienen que ir desvaneciendo en el Espacio a ciertas distancias, vamos
eso es la opinión que yo tengo, todo y que no poseo mucha experiencia en estas modalidades.saludos.FOXSTAR.

[bigeye]

Que interesante... Si señor..!!



PD: Voy actualizar mi firma.... "Cada vez que aprendo más, se menos"

[FOXSTAR]

PUÉS AHORA SI QUE ME QUEDO k.o....lo tengo que reconocer...desconocia mucha de la información que habeis aportado a cual mas interesante... la última de Domingo, aun estoy intentando "digerirla", menudo despliegue técnico, hombre si este apartado continua con estas aportaciones tan buenas, puede ser que si empieze a moverse y dentro de su temática específica
un apaluso para todos .saludos.FOXSTAR.

[smk1]

Estoy gratamente sorprendido con el nivelazo de este post! Los equipos y las recepciones de eb3frn son realmente impresionantes y la información que aportais los demás es estupenda.

Os incluyo algunos datos curiosos sobre los receptores (front ends) que se utilizan para recibir las señales de sondas en el espacio profundo desde la tierra. Se hace un gran esfurzo para reducir en lo posible el ruido propio de los receptores. Para conseguirlo se enfrían a temperaturas criogénicas. Típicamente la temperatura de funcionamiento es de unos 15 K (258ºC bajo cero). Con esto se consiguen temperaturas de ruido de unos 4 K (figura de ruido de ´sólo 0.06 dB!!) en banda X (8.4 GHz). Antiguamente se utilizaban receptores con máseres enfriados por Helio líquido, aunque actualmente todos los receptores son de estado sólido con transistores de materiales exóticos (fosfuro de indio, InP).

Úno de los momentos excitantes de la exploración espacial fue cuando el veterano Voyager 2 pasó por cerca de Neptuno y Tritón en 1989. Para recibir los datos científicos desde la tierra con la velocidad adecuada (1.6 Kbs) se necesitaban antenas más grandes de las que disponía NASA y receptores más sensibles de los que había en ese momento. En previsión de esto, con años de anticipación, NASA y JPL comenzaron un programa de desarrollo del que salieron nuevos dispositivos y la participación de más antenas, entre ellas las impresionantes 27 antenas de 25 m del VLA (Very Large Array) de Nuevo Mexico, que conoceréis por la película "Contact" entre otras.

Otra cosa curiosa: En España, aunque parezca increible, se desarrollan los amplificadores criogénicos para las antenas del equivalente al DSN de la Agencia Espacial Europea (ESA).

http://www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELL ... efault.htm

http://www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELL ... a/ESOC.htm

Saludos,

[FOXSTAR]

Ya me esta picando a mi el "gusanillo" con esto, el que tiene mas culpa es eb3frn, al final a hecho que me interese por el tema, por supuesto las informaciones de los demas no tienen desperdicio, sobre el tema de antenas en algun sitio lei de alguna sonda que llevaba del tipo Fractal...pero no se cual ya volveré a mirarlo y bueno como pequeño aporte dejo este link al Projecto GALILEO:
http://www2.jpl.nasa.gov/galileo/index.html
http://www2.jpl.nasa.gov/galileo/sepo/s ... background

[eb3frn]

Gracias por los comentarios e informaciones,realmente son muy interesantes,mas o menos yo si imaginaba distancias como las que comentais, pero sigo sin creerme que se pueda recibir una señal de este tipo desde QUINCE MIL MILLONES DE KILÓMETROS,teniendo en cuenta la poca potencia a la que se emite, estas señales se tienen que ir desvaneciendo en el Espacio a ciertas distancias, vamos
eso es la opinión que yo tengo, todo y que no poseo mucha experiencia en estas modalidades.saludos.FOXSTAR.

No importa la distancia ni la poca potencia con la que se emita, sino la capacidad de recepción de las estaciones de seguimiento. Mira un ejemplo tonto, si alguien habla muy bajito pero el receptor tiene un buen oido, este le escuchará; pero por muy alto que hable el emisor, si el receptor es sordo, no va a escuchar nada por mucho que grite el emisor... por esta razon se invierte tanto en las estaciones receptoras enfriando todo para bajar el nivel de ruido y se usan antenas tan grandes.

Como anecdota, la estación de seguimiento de Robledo en Madrid, sigue a la Voyager a diario, aqui teneis el schedule:
http://www.mdscc.org/finalisimo/trackings.html

Saludos! Iban

[FOXSTAR]

Hola, si desde luego ya se que si "el oido es fino"...pero es que cualquier receptor necesita un mínimo de potencia de señal para poder hacerlo audible y yo no tengo constancia de que se haya podido recibir hasta el momento una señal desde una distancia de 15.000 MILLONES DE KILOMETROS, ni creo que lo oigamos, por lo menos en este siglo, esa era la consulta y hasta ahora nadie en este post ha corroborado esta distancia ylo mas extraño...nadie la cuestiona?...
y eso que en este foro hay 4 que estan constantemente corrigiendo los errores de los demás, bueno o solo de alguno..en fin, que sigo diciendo que esta información es erronea, y si no que aporte alguien los datos objetivos de que esto es cierto y si no es asi se corrija correctamente.
by FOXSTAR 2009.

[UHF]

Hola:

Pues las sondas no es lo más lejano que somos capaces de escuchar y de ver, el universo esta plagado de fuentes de radio infinitamente más lejanas.

[eb3frn]

No se cuestiona, por el hecho que es a la distancia a la cual está la Voyager, la cual es recibida a diario desde USA, Australia y España.

La distancia la puedes ver aqui http://voyager.jpl.nasa.gov/mission/weekly-reports/index.htm en febrero, era ya de 16.342 millones de km. y sigue aumentando...

Tal como comenta UHF existen señales mucho mas lejanas y en la proporción distancia/potencia, mucho mas débiles que la Voyager, como por ejemplo los pulsares y otras radiofuentes discretas.

De hecho en radioastronomía, se pueden detectar señales miles de veces inferiores al nivel de ruido del sistema (antena, lna, receptor, etc...) usando integración en el tiempo. Con lo que virtualmente con una antena pequeña puedes recibir cualquier fuente, siempre y cuando la tengas suficiente tiempo visible.

Por ejemplo en la recepción de pulsares en tiempo real se emplean antenas de más de 100mts de diámetro. Para recibir esa señal con una antena de 3mts de diámetro, necesitas como mínimo 6h de capturar señal por cada segundo de señal recibida.

El concepto de integrar en el tiempo puede ser un poco difícil de entender, pero para que se entienda, seria parecido a intentar beber agua de lluvia cuando llueve pero con la condición que solo podemos dar un trago cuando tengamos la boca llena.

Si usásemos un embudo con una gran superficie (antena parabólica grande), este podría recoger una gran cantidad de agua y concentrarla en nuestra boca por lo que si el embudo fuese lo suficientemente grande tendríamos un chorro continúo de agua y podríamos beber sin problemas.

Si el embudo es pequeño (antena parabólica pequeña) difícilmente obtengamos un chorro continuo por lo que tendremos que permanecer un buen rato con la boca abierta acumulando (integrando en el tiempo) agua, hasta llenarla y poder tragar.

El limite esta en el tiempo que dure la lluvia (tiempo de visibilidad de la radiofuente desde nuestro QTH), pk puede darse el caso que pare de llover y aun no se nos haya llenado la boca.


Saludos! Iban

[FOXSTAR]

Hola, eb3frn, gracias por tus explicaciones, es un tema muy complejo pero me ha ayudado a entendelo mejor, efectivamente cmo apunto en un principio superlopez23 hay transmisiones entre la Voayager y la tierra a esa increible distancia,tenia razón, claro esta que se trata de complejos y sofisticados sistemas de TX/RX.

Yo sabia que la potencia del transmisor de la Voayager de 23 W,suministrados por equipos amplificadores,se montaron varios Tubos de Ondas Progresivas (TWT) en cada sonda como medida de seguridad y su potencia son esos 23 W anteriormente mencionados. de ahi mi escepticismo sobre una señal de Radiofrecuencia a 16 mil millones de Kms. llegara a la tierra..teniendo en cuenta que la cantidad de potencia electrica suministrada por los 3 reactores nucleares RTG proporcionaban un total de 470w, vamos que vi muy escasa esta potencia, pero bueno ahi estan los ingenieros..

Las Voyager disponen de un sistema de almacenamiento de datos para su posterior transmisión a la Tierra consistente en una cinta digital con una capacidad de 500 Mbits,los datos procedentes del Voyager 2 viajando a la velocidad de la luz tardan 8 horas en llegar a la Tierra y Una vez por semana se otorga a las Voyager unos 48 segundos para enviar datos a 115.2 kbps. Además, los datos del PWS (experimento de investigación del plasma galáctico) son grabados en la cinta digital y enviados a la Tierra una vez cada seis meses usando las antenas de 70 metros de la DSN.

He estado estudiando su sistema de transmisión y he encontrado una información muy interesante y que ayudará a comprender mejor el complejo sistema de comunicación:

Fuente:: Maravillas de la ciencia. Selecciones Reader’s Digest

La radio es el medio que se utiliza para comunicarse con las sondas espaciales. Esta tiene la desventaja de que a grandes distancias, las señales se debilitan y pueden poner en peligro las misiones. Para solucionar, en parte, este problema la NASA, construyó una gran red de antenas que cubre la totalidad de las principales regiones terrestres, denominándose Red del Espacio Profundo (REP). Las antenas que forman parte de esta red, se encuentran en California, Australia y España, teniendo cada una de ellas, 64 metros de diámetro.

El centro de control de las sondas espaciales estadounidenses se encuentra en Pasadena, California, una tarea de la que se encarga el mítico Laboratorio de Propulsión de Cohetes. Desde este centro, se envían las órdenes por radio a la antena mejor posicionada de la red y entonces un gran transmisor se encarga de enviar el mensaje a la sonda espacial siendo este recogido en su antena particular.

Las sondas incorporan antenas muy grandes, deben hacerlo porque sino sería nas problemático poder recibir y enviar información a largas distancias. Por ejemplo la antena de la sonda Voyager, incorporaba una antena de 3,7 metros y la del Pioneer era de 2,7 metros.

Gracias a estos tamaños la comunicación entre ambas partes es todo lo optima que puede ser permitiendo una comunicación bidireccional. Las sondas envían constantemente información sobre su situación y el estado general de esta y sus instrumentos. También se envían datos sobre las observaciones que realizan y las fotografías que toman.

Por otro lado, las sondas requieren energía para poder moverse y esta energía debe provenir de un generador que sea capaz de proveerla durante un largo periodo de tiempo ininterrumpido. La mayoría de sondas que navegan lejos del Sol, utilizan un diminuto generador nuclear mientras que aquellas que realizan sus expediciones cerca de este, utilizan paneles solares donde captan la energía utilizandola posteriormente. Gracias a estos generadores de energía, las sondas pueden enviar una vasta y casi ilimitada cantidad de datos.

Todos hemos tendido a creer en algún momento o creemos que el envío y recepción de información por radio se desarrolla en el acto. Esto podría ser cierto si situamos en la Tierra tanto al emisor como al receptor. Pero, ¿que ocurre cuando las sondas se adentran millones de kilómetros en el espacio profundo?, ¿Cómo se produce entonces la comunicación?. La señal de radio se debilita a medida que esta viaja a través del espacio y no hay mejor ejemplo para mostrar esto que la experiencia acumulada en la misión Voyager 1. Esta sonda ha navegado más de 14.000 millones de kilómetros y se dispone, sino lo ha hecho ya, a abandonar nuestro Sistema Solar.

Las antenas del REP reciben las transmisiones del Voyager 1 con una potencia de sólo unas pocas billonesimas de la energía que necesita un reloj electrónico de pulsera para funcionar. Sin embargo, estas débiles señales son amplificadas en el Laboratorio de Propulsión de Cohetes recibiendolas de forma clara.

Es un hecho que con el paso de los años las tecnologías de computación y de telecomunicación han crecido tanto en capacidad de potencia como en prestaciones. Estos nuevos avances son los que han permitido salir al paso ante los problemas e inconvenientes de llevar un poco mas allá la tecnología aeroespacial permitiéndo cada año obtener mayores logros que el año anterior.

El principal problema que plantea el uso de la radio para las comunicaciones de las sondas espaciales con la Tierra, es el tiempo que estas tardan en viajar desde el origen hasta el destino. Cuando el Voayager se encontraba en Urano, en 1986, se encontraba a 4800 millones de kilómetros. Las señales de radio aunque viajan a la velocidad de luz tardaban entonces 2 horas y media en llegar a la Tierra y para responder a las mismas otro tanto.

Para solucionar este grave inconveniente, lo que se hizo fue preparar todas las ordenes que se debían dar a la sonda meses antes del encuentro con los planetas y satélites con los que tenía una cita y enviarlas con antelación hacia el Voyager donde quedarían ubicadas en el ordenador de a bordo pendientes de ser ejecutadas. El éxito de este método quedó patente cuando la nave envio cientos de imágenes detalladas de Urano y sus satélites.

La Voyager como ya se ha comentado, continuara su camino, ¿pero hasta donde? Lo único cierto es que la sonda apagara el sistema de escaneao y observaciones en el 2010 y en 2020 se iniciara el principio del fin, el apagado de los instrumentos de a bordo. 5 años después la nave, dejará de disponer de energía y empezará a vagar por el espacio interestelar.

REFLEXIONES by FOXSTAR
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Hasta aqui las Comunicaciones Tierra-Voayager,pero, ¿hay mas?...si por supuesto, se busca otro tipo de comunicación...,y es con civilizaciones extraterrestres..si no a "santo" de que? llevan su "famosa placa"? para no creer en los "Alienigenas", los ciéntificos se han lucido con esta placa, no es un simple dibujo,no, es algo mucho mas complejo..¿que extraño¿..pero veamos tan extraño mensaje Intergalactico a lo que no existe...es absurdo y no tiene sentido a no ser que ya sepan algo...veamos:





Con la intención de comunicarse con otras civilizaciones que puedan existir en el espacio exterior, tanto las Sondas "Pionner 10", "Pionner 11" y los Voyager I, Voyager II. llevan una placa de aluminio con oro anodizado, de 15 x 22 cm. y 1,2 mm. de espesor, con el diseño que se puede observar en el grabado, y que debe permitir la identificación de su procedencia.

Las placas encierran un mensaje que intenta resumir tres informaciones básicas: Quien construyo El Voyager, donde y cuando. Los autores del mensaje, los doctores Sagan y Drake, comenzaron por definir en las placas una unidad de longitud. Adoptaron para ello la longitud de onda de la radiación emitida por el único electrón del atomo de hidrógeno al saltar de un subnivel a otro en su órbita. Es la radiación de 21 centímetros, que se origina virtualmente en todas las grandes aglomeraciones de hidrógeno interestelar. Dos círculos en la parte superior del diseño representan un atomo de hidrógeno en sus dos estados fundamentales: a la izquierda, excitado; a la derecha, sin excitar. Con ello se sugiere que el segmento horizontal trazado entre ambos representa una distancia igual a la longitud de onda de la radiación emitida en el proceso: 21 centímetros.

Debajo, un breve trazo vertical representa al dígito binario <<1>>, para corroborar aun mas su carácter de unidad básica. A la derecha se advierte una silueta estilizada de la sonda Voyager, con su gran antena parabólica, y, delante de ella, la figura de un hombre junto al de una mujer. A la derecha de esta , dos trazos horizontales acotan su estatura, y entre ellos cuatro marcas de numeración que se leen en vertical (en uno binario -trazo vertical- seguido de tres ceros -trazos horizontales-) reflejan el numero 1000 en base dos, que corresponde al decimal 8. La figura femenina mide por lo tanto 8 unidades de longitud. Por lo tanto, 8 x 21 = 168 centímetros=1,68 metros. A la izquierda se advierte una especie de estrella, que no es otra cosa sino un plano a escala que establece la posición exacta de la Tierra en el Universo.

Cada uno de sus 14 rayos indica la dirección en que se ven desde la tierra los 14 pulsars (radiofuentes cósmicas que emiten señales extraordinariamente potentes a intervalos muy cortos y regulares) mas importantes. Cada rayo ha sido trazado de manera que su longitud sea proporcional a la distancia a que de nosotros se encuentra el correspondiente pulsar. En cada uno hay indicado, además un numero en código binario, que corresponde al período de pulsación con que emite sus señales el pulsar correspondiente, y medido este período en múltiplos del período de la radiación de 21 centímetros, cuyo valor es exactamente de 0,704024115 milmillonesimas de segundo. La misma figura en estrella sugiere además una escala de tiempos.

Se sabe el período de las referidas radiofuentes varia lentamente, pero con enorme regularidad, al ritmo de unos diez nanosegundos por día. Si en un futuro mas o menos lejano alguien encuentra la Sonda Voyager, conociendo además la existencia de los pulsars, su período en ese momento y su ritmo de variación, podrá establecer correctamente cuando esos mismos pulsars tenían el período indicado en la placa. Sabrá así exactamente cuando fue construido el Voyager. En la parte inferior de la placa, finalmente se advierte una representación de nuestro Sistema Solar.

Mmmm...esto no lo veo nada claro..da mucho que pensar...si los ET¨s no existen para que han puesto estas elaboradas placas?...¿y porque existe un protocolo establecido de actuación de los astronautas ante la presencia de alinígenas?..si no existen no le veo el sentido a todo esto..

Claro que ahora recuerdo una anécdota muy relacionada...en varios tests psicológicos que se hicieron a los astronautas..una de las preguntas dejaba escoger entre varios objetos personales uno para llevar a misiones Espaciales, todos absolutamente todos cogieron el mismo...¿saben cual era?...

...UN POTENTISIMO Y FIABLE REVOLVER SMITH AND WESSON DEL CALIBRE 45....je,je ¿porque será?...


by FOXSTAR 2009.

[superlopez23]

Como nos estamos saliendo un poco del tema, aprovecho y comento esto tambien, no es sobre sondas ni recursos de aficionados, pero es un evento historico , y todavia sin explicar (de los que le gustan a foxstar).

http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_WOW!

Yo me inclino por algun fallo en el equipo o en general una procedencia terrestre o en su orbita. Mas que nada por que no se volvio a recaptar señal parecida alguna.

[stickair]

Si, bueno, y además, permitidme comentari que Voyager 1 no es la única sonda perdida, también Pioneer 10 por ejemplo. Se le debilitó la señal, y el último Tx recibido fue el 23/01/2003.

¿Dónde está ahora el Voyager 1?
Eso nos lo dirá EB3-FRN que con la pedazo antena que tiene seguro que la pilla de sobras. Cuidado no atraigas a la Voyager y te caiga en qth!!
Felicidades! Vaya antenote y vaya instalación. Muy simple y a la vez complejo, buen trabajo.

ss.