Interstellär radiokommunikation

Den längsta dubbelriktade kommunikationen vi på jorden bedriver är kommunikationen med rymdsonderna Voyager 1 och 2. Trots att de båda sonderna har varit på väg ut i världsrymden sedan slutet av 70-talet är båda fortfarande aktiva och sänder signaler tillbaka till jorden. I skrivande stund befinner sig de båda rymdsonderna på 110 respektive 134AU(jord-solavstånd) från solen, på väg ut ur solsystemet och in i den interstellära rymden. Solceller fungerar inte särskilt bra när man kommer ut i solsystemets bortre delar, därför drivs båda sonderna av radioisotopbatteri. Batterierna i Voyager 1 och 2 producerade cirka 470W när dessa var nya, en siffra som minskar med ungefär 1% per år, Idag är effekten nere i runt 255W.

För kommunikation hem till jorden används en radiosändare med en uteffekt på cirka 25W. Sändaren använder 8.4GHz, en frekvens som framförallt valdes på grund av att den är relativt fri från störningar och att riktantenner kan göras väldigt små. Parabolantennen på Voyagersonderna är 3.7 meter i diameter och har mycket hög riktverkan, något som dock kräver att rymdsonden hela tiden kan hålla den riktad mot jorden. För att lyckas med detta använder sig sonden av solen och stjärnorna för att hitta rätt, och än så länge finns det tillräckligt mycket bränsle kvar i sonderna för att aktivt kunna hålla sina antenner riktade mot jorden. Förbrukningen ligger på cirka 5g per vecka, och det finns ungefär 20kg bränsle kvar i båda sonderna. Inledningsvis använde åtminstone en av Voyager sonderna den ljusstarka stjärnan Canopus som navigationsriktmedel, Canopus är södra stjärnhimmelns motsvarighet till polstjärnan. Styrningen är uppbyggd på “Bang-Bang” modellen, dvs att antennen hålls mot solen/jorden genom att sakta svepa över målet och sedan få en knuff tillbaka för nästa passage.

Kommunikationen från jorden till Voyagersonderna sker på 2.1GHz. På grund av avstånden tar det närmre 20 timmar för en signal att nå voyager från jorden. För att ta emot dessa väldigt svaga signaler använder man sig av Deep Space Network, ett nätverk med mottagningsstationer och flertalet större antenner. Förhoppningen är att man ska kunna hålla kontakten med båda sonderna åtminstone till 2025, även om många av instrumenten kommer att vara avstängda då. Överföringshastigheten varierar, kommunikation till Voyagersonderna sker med 16bit/s och till jorden med mellan 160-1400bit/s.

Nasa lägger fortfarande upp veckorapporter med mottagen data från Voyager 1 och 2, där man kan utläsa diverse viktiga data från sonderna. Mer om hur Nasa kommunicerar med sina rymdsonder och marslandare finns att läsa här.