DX extremos: sondas interplanetarias

[smk1]

Aunque creo que la radioastronomía se refiere estrictamente a la captación de señales naturales emitidas por objetos celestes, creo que este post pega bien en esta sección y quizás contribuya a animarla un poco.

Para los que tengan curiosidad por saber como suena en un receptor de comunicaciones la señal de algunas sondas interestelares os recomiendo una visita a la excelente página del amigo DD1US http://www.dd1us.de/ , en concreto a la sección de sonidos del espacio http://www.dd1us.de/spacesounds%205.html en la que ha incluido recientemente unos ficheros de audio con detecciones de Venus Express y del Voyager 1. Puede parecer un poco tonto, pero a mi particularmente me produce una emoción especial el poder oír esa debilísima señal.

Se pueden contar montones de historias fascinantes sobre el Voyager 1 y su misión. Fue lanzada en 1977. Lleva 32 años viajando por el espacio y todavía funciona y sigue mandando datos útiles hacia la Tierra. Es el objeto hecho por el hombre que más lejos ha llegado. Ahora se encuentra a una distancia de casi 17000 millones de Km, que es unas 3.5 veces mayor que la que hay a Plutón. Para dar una idea de lo que esto significa, sus señales de radio tardan unas 15 horas y media en llegar a nosotros. El Voyager 1 seguirá alejándose del sistema solar y mandando sus datos hasta que sus “pilas” se agoten, cosa que probablemente ocurrirá hacia el año 2025. Alguien se imagina unas pilas que duran 50 años? Desde luego hay que quitarse el sombrero ante los científicos, ingenieros y técnicos que han hecho que todo eso sea posible

El sueño de cualquier apasionado de los DX es poder detectar la señal del Voyager 1. Es un reto nada fácil, porque emite con una potencia máxima de sólo 18 W. Conseguir captarlo es como poder ver la luz de una bombilla de bajo consumo que se encuentra bastante más lejana que la órbita Plutón. Es complicado incluso para NASA, que tiene que dedicar un nada despreciable presupuesto (unos cuantos millones de $ al año), sus antenas más grandes del DSN y mucho ingenio para conseguir capturar los datos de esta nave. Sin embargo, es posible. A mi no deja de maravillarme lo que se puede hacer con ondas de radio y receptores sensibles.

Por si hay algún afortunado que tenga un receptor Perseus, los ficheros originales de la detección se pueden encontrar en: http://www.4shared.com/account/dir/1702 ... Radio.html
OJO! A pesar de su inocente apariencia de ficheros wav NO son ficheros normales de audio. Si no tenéis el receptor Perseus no os los bajéis porque no os valdrán de nada.

[Arthur G. Hughes]

Muy buen aporte te felicito, hace mucho tiempo deseaba conocer como se oyen las señales procedentes de estas sondas espaciales, me perdonais pero es musica para mis oidos y aclaro que mi hobbie es la radio no la astronomia. Claro basta ver lo que se necesita para apreciar el espectaculo: antena (40 mts diametro) y preamplificadores con temperatura de ruido de 4º Kelvin, a mi es que me da verguenza decir lo que tengo en la azotea luego de leer esto.



Saludos

Arthur G. Hughes

P.D.: Quiza alguien me puede explicar aquello de la velocidad radial y por que es una cifra negativa?

[smk1]

Muchas gracias por tus comentarios Arthur.

Respondiendo a tu pregunta:

La velocidad radial negativa que te llama la atención efectivamente parece sorprendente a primera vista, ya que significa que en el momento de la observación la distancia que separaba el Voyager 1 y la estación terrena disminuía una velocidad vertiginosa de 6495 Km/h. Sin embargo, hay que tener en cuenta todas las velocidades involucradas:

Velocidad debida a la rotación de la tierra sobre su eje: ~1674 Km/h en el ecuador
Velocidad debida a la traslación de tierra alrededor del sol: ~108000 Km/h
Velocidad de alejamiento del Voyager 1 respecto al sol: ~61200 Km/h

Para ver la velocidad relativa en un momento determinado hay que tener en cuenta todos los ángulos en el espacio 3D, pero es fácil entender que lo que domina es la velocidad de la tierra alrededor del sol (realmente la tierra va “a toda leche”). Así es posible que aparentemente veamos el Voyager 1 acercándose o alejándose de nosotros según la estación del año, aunque su movimiento con relación al sol es siempre de alejamiento.

Respecto a los medios que hacen falta para poder recibirlo, tienes toda la razón. Según mis cálculos, con la antena más grande de NASA (70 m) y con el mismo ruido en el receptor (45 K), la relación señal ruido en un ancho de banda de 200 Hz (filtro de CW bastante estrechito) sería sólo de 0 dB. Eso explica el enorme esfuerzo en construir esas inmensas antenas y esos receptores tan sensibles.

Los amplificadores de 4 K (Noise Figure=0.04 dB) a 8 GHz son bastante impresionantes, aunque hoy en día es fácil encontrar amplificadores comerciales bastante baratos en esa banda con temperaturas de ruido de unos 50 K (NF=0.70 dB).

Saludos

[eb3frn]

En EA los aficionados, tambien escuchmos sondas en 8.4ghz!

Desde el final esl año 2005 con Paul J Masrh creamos el grupo amateur-dsn. El mayor logo ha sido el de Luis CUpido ct1mdk quien a finales del 2006 detecto la voyager con una antena de solo 5mts. http://w3ref.cfn.ist.utl.pt/cupido/dsn.html

Tambien recientemente otro miembro de nuestro grupo ha sido citado en la web de la esta, por el seguimiento que ha hecho de la Mars Express durante el reciente flyby de Marte. http://webservices.esa.int/blog/post/7/1058

A titulo personal como eb3frn, he estado varios años siguiendo sondas. Mi estación consta de una antea de 3mts y amplificador de bajo ruido de 0.5db autoconstruido con receptor sdr. Os paso alguna foto de mi estacion y alguna captura de pantalla de la deteccion de algunas sondas.








Si hay alguien interesado en el tema, gustosamente le echare un cable para la construcción de una estación de seguimiento.

73, Iban
eb3frn

[sniper]

Estaria interesante para escuchar entre 4-10 Ghz..Se podria tambien?

Saludos!

[smk1]

Felicidades Iban!

Tu estación es realmente impresionante y el trabajo que debes haber puesto para conseguir hacer funcionar bien todo eso es enorme. Esto sí que es la versión actualizada de los radioaficionados de antaño, que dominaban la técnica y estaban dispuestos a ayudar a los demás a dominarla.

Me parece reconocer entre el estupendo material que tienes el legendario medidor de figura de ruido AILTECH 7380. Estoy en lo cierto? Aunque yo recuerdo más los PANFI de la misma marca. Que tiempos…

Me llama la atención tu alimentador, que parece ser una bocina tipo choque con polarización lineal. Es así o tienes polarización circular?

Otra cosa que te ha debido ser complicado poner a punto es todo el sistema de seguimiento de la antena. A 8.4 GHz debes tener un haz de 0.8 grados y eso empieza a ser difícil de apuntar. Utilizas algún tipo de encoder para medir la posición o son motores paso a paso?

En fin, creo que tendrías un montón de cosas interesantes que contarnos pero no voy a darte más la lata (de momento).

La verdad es que siempre me ha llamado muchísimo la atención lo que yo llamaría la radioafición extrema (DSN, moonbounce, etc). Como dicen en algún sitio: Vosotros si que valéis!

Saludos,

Smk1

[eb3frn]

Estaria interesante para escuchar entre 4-10 Ghz..Se podria tambien?

Saludos!

Si, en ese rango hay dos bandas de sat con señales interesantes, en banda C http://www.uhf-satcom.com/cband/ y en banda X http://www.uhf-satcom.com/xband/, en 6.7Ghz tambien hay la lina espectral del matanol. A parte de esto poco mas hay.

...Me parece reconocer entre el estupendo material que tienes el legendario medidor de figura de ruido AILTECH 7380. Estoy en lo cierto? Aunque yo recuerdo más los PANFI de la misma marca. Que tiempos…

Me llama la atención tu alimentador, que parece ser una bocina tipo choque con polarización lineal. Es así o tienes polarización circular?

Otra cosa que te ha debido ser complicado poner a punto es todo el sistema de seguimiento de la antena. A 8.4 GHz debes tener un haz de 0.8 grados y eso empieza a ser difícil de apuntar. Utilizas algún tipo de encoder para medir la posición o son motores paso a paso?

Smk1

Si, el efectivamente ese panfi es un AILTECH, aunque hace un tiempo lo vendí y lo cambié por un HP 8970A un panfi un poco mas moderno. A pesar de eso, el AILTECH iba muy bien, gracias a este hice mis primeros LNA para 8.4ghz.

Sobre la bocina, lleva una placa despolarizadora en la entrada de la guia de ondas para poder conseguir RHCP o LHCP segun se coloque.

El tama del seguimiento si, sí es realmente complicado, puesto que al tener un ancho de haz tan pequeño hay que tener todo muy bien ajustado y calibrado. El truco está en un usar una fuente de referencia para calibrar los encoders cada vez que se vayan a usar.
En mi caso siempre he usado el sol o la luna, que ademas de poder calibrar los encoders del rotor, me sirven para hacer una verificacion total del sistema para ver que receptor, lna, etc.. está todo OK.

Otro tema importanta, quizas tanto como el tema del seguimiento, es la estabilidad en frequencia de los oscliadors locales. En el downconverter uso un oscilador local en 8ghz controlado por una referencia externa de 10Mhz de rubidio; aunque tambien se podria usar un ocilaodor disciplinado por gps. Hay que tener en cuenta que 1hz de desviacion a 10Mhz, son 800khz a 8ghz... por lo que se intenta conseguir una precisión como minimo de 0.001hz

73, Iban
eb3frn