Newsgroup: it.scienza.astronomia
Titolo: Ora le sonde si fanno le foto a vicenda :)

https://www.nasa.gov/feature/nasa-s-new-horizons-reaches-a-rare-space-milestone
 
 
New Horizons ha inquadrato il tratto di spazio in cui si trova ora 
Voyager 1, MOLTO piu` lontana!
 
 
-- 
Wovon man nicht sprechen kann...
 
-- 
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https://www.avg.com
 

 
 
Pare assurdo, ma in questo momento sia Voyager 1 che 2, pur continuando 
ad allontanarsi dal Sole, si stanno avvicinando alla Terra.
 
https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/status/
 
 
 
 
-- 
Lanciata dalla NASA la sonda che cercherà vita intelligente sulla Terra.

 
https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/status/
 
 
Io direi che è la terra che si avvicina.
 
Ciao
Giovanni
-- 
   A computer is like an air conditioner,
   it stops working when you open Windows.
   < 
http://giovanni.homelinux.net/
 >

danilob ha scritto:
 > Pare assurdo, ma in questo momento sia Voyager 1 che 2, pur
 > continuando ad allontanarsi dal Sole, si stanno avvicinando alla
 > Terra.
 >
 > 
https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/status/
 
Rispondo un po' in ritardo, causa dimenticanza.
Non capisco da dove trai la tua conclusione.
Nel sito che citi non ci sono dati per arrivarci, mi pare.
 
C'è un dato per la velocità di V. rispetto al sole (in mph: quando la
pianteranno 'sti americani di usare unità che praticano soltanto loro?
Spec. in questioni scientifiche, poi...).
 
Comunque ho fatto la conversione: la vel. di allontanamento di V. dal
Sole sarebbe circa 17 km/s.
 
Visto che questa è minore della velocità orbitale della Terra (circa
30 km/s) potrebbe in effetti accadere che V. si avvicini alla Terra
anche se si allontana dal Sole. Ma questo accadrà solo per un periodo
limitato di tempo, e sei mesi dopo le cose andranno al rovescio: V. si
allontanerà dalla Terra più velocemente di come ci si era avvicinato.
Per dire come vanno le cose, bisognerebbe conoscere la posizione di
V.; più esattamente le sue coordinate eclittiche, che lì non sono
date.
 
Giovanni ha scritto:
 > Io direi che è la terra che si avvicina.
Non ho capito la tua precisazione: vorresti spiegarti meglio?
-- 
Elio Fabri

 Non ho capito la tua precisazione: vorresti spiegarti meglio?
 
La risposta definitiva a questo la darà Giovanni, ma è chiaro che, in un 
riferimento eliocentrico, in questo momento è la Terra che sta correndo 
dietro alle Voyager. Io usavo un riferimento geocentrico, sicuro che ci 
saremmo capiti ugualmente.


 Non ho capito la tua precisazione: vorresti spiegarti meglio?
 
Volevo solo dire in una semplice battuta quello che tu hai spiegato 
molto meglio.
 
Assumendo la velocità della sonda inferiore alla velocità della Terra 
nell'orbita attorno al sole, la Terra per sei mesi si avvicina alla 
sonda e per sei mesi se ne allontana.


 
 
Ho scoperto proprio ora che la distanza tra Terra e Voyager 1 adesso sta 
crescendo, mentre sta ancora diminuendo la distanza tra Terra e Voyager 
2. Non si può stare tranquilli un minuto.


Giovanni ha scritto:
 > Volevo solo dire in una semplice battuta quello che tu hai spiegato
 > molto meglio.
 >
 > Assumendo la velocità della sonda inferiore alla velocità della Terra
 > nell'orbita attorno al sole, la Terra per sei mesi si avvicina alla
 > sonda e per sei mesi se ne allontana.
OK, ma non è così semplice, purtroppo.
In primo luogo bisogna vedere se le due orbite sono complanari oppure
no.
Ho cercato i dati, e sembra che non lo siano affatto: per V1 i piani
orbitali formerebbero un angolo di quasi 36°, per V2 di qusi 79°.
 
Scrivo "sembra" perché non sono sicuro su come interpretare i dati che
ho letto.
https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/science/hyperbolic-orbital-elements/
 
In primo luogo pare che si riferiscano al 1991.
Poi le vicissitudini dei Voyager sono state complicate: per V1 quelli
che ho preso si riferiscono a "post-saturn", per V2 a "post-Neptune".
Interpreto che siano le orbite che le sonde percorrono da quando hanno
lasciato l'ultimo incontro con un pianeta, ma se sono passati 30 anni,
è sicuro che quegli elementi siano ancora validi?
 
danilob ha scritto:
 > C'è anche la distanza delle due Voyager dalla Terra. Se lasci il sito
 > aperto qualche secondo, vedrai che le distanze si aggiornano.
Cavolo, è vero! Non me n'ero accorto...
 
 > Ho scoperto proprio ora che la distanza tra Terra e Voyager 1 adesso
 > sta crescendo, mentre sta ancora diminuendo la distanza tra Terra e
 > Voyager 2. Non si può stare tranquilli un minuto.
Già. Solo che stamattina le cifre cambiavano (diminuivano) piuttosto
rapidamente, mentre ora aumentano, ma molto lentamente.
Direi che la distanza T-V1 ha appena superato un minimo
 
Altro problema: i dati nel sito
https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/status/
 
quelli che cambiano nel tempo, hanno un sacco di cifre,
Vorrei sapere come sono ricavati: osservazioni? calcoli?
Tra parentesi, con così tante cifre mi sembrano importanti le
correzioni relativistiche. Vorrei vederci chiaro.
 
Provvisoriamente mi metto da un punto di vista newtoniano.
Allora distanza e velocità relativa sono invarianti come il tempo, e
il discorso è relativamente semplice.
Io direi che T e V1 si avvicinano se la distanza diminuisce nel tempo,
si allontanano se aumenta.
In qualunque rif. ci si metta, bisogna sempre fare la differenza
*vettoriale* tra le due velocità, e questa differenza è sempre la
stessa.
 
Facciamo le cose semplici, assumendo l'orbita della Terra circolare
(il che non è, e l'eccentricità causa una variazione della velocità di
oltre il 3% tra afelio e perielio).
Inoltre supponiamo che V1 e V2 si muovano radialmente rispetto al
Sole, e anche rispetto alla Terra. Trascuro anche le variazioni di
velocità dei Voyager, che certamente stanno rallentando rispetto al
Sole; dovrei stimare di quanto.
Anche queste sono approssimazioni che al momento non so stimare quanto
influiscano sui calcoli.
 
Assumo che la traiettoria dei V. siano rette passanti per il Sole,
formanti un angolo fisso col piano dell'eclittica.
Con tutte queste semplificazioni la situazione è abbastanza semplice.
Intuisco che le due fasi di avvicinamento e di allontanamento non
hanno la stessa durata, ma al momento on saprei dare una dimostrazione
semplice.
Ci penserò.
 
Commento: il sito del JPL porta un sacco di belle figure, animazioni,
ecc. ecc. ma è scarso d'informzioni serie.
Per es. non sono riuscito capire se i V. hanno a bordo degli orologi
di qualche tipo, mentre ho trovato qualcosa sui "calcolatori".
Veramente primitivi, e fa impressione che con così poco riuscissero a
guidare quegli oggetti parecchio complicati.
Questo fa capire quanto immenso spreco ci sia nei computer di oggi :-(
-- 
Elio Fabri

 sonda e per sei mesi se ne allontana.
 
Questo capita solo se la sonda e` ferma rispetto al sole.
 
Se la sonda e` molto lontana, come in questo caso, e se si trovasse sul 
piano dell'eclittica, questo non e` tanto vero, la velocita` relativa 
sarebbe circa data da Vs-Vt COS(w t + phi) dove Vs e` la velocita` della 
sonda rispetto al sole, Vt quella della terra intorno al sole, w la 
frequenza angolare della rivoluzione della terra e phi opportuno angolo 
che dipende dalla direzione in cui si sta allontanando la sonda.
 
Con i valori attuali Vs=17km/s e Vt=30km/s, l'avvicinamento si ha per 
circa tre mesi abbondanti. Se si aggiunge al conto il fatto che la sonda 
e` circa 35° al di sopra dell'eclittica, si trova un tempo di 
avvicinamento di 94 giorni circa.
 
Valori piu` precisi li trovi qui
 
https://theskylive.com/voyager1-info
 
 
oppure puoi farteli calcolare da
 
https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi
 


 
https://www.nasa.gov/feature/nasa-s-new-horizons-reaches-a-rare-space-milestone
 
 
che poi riescano davvero a vedersi è un'altra cosa  :D
 
"Although Voyager 1 is far too faint to be seen directly in the image, its location is known precisely due to NASA’s radio tracking."


Newsgroups: it.scienza.astronomia
Subject: Re: Ora le sonde si fanno le foto a vicenda :)
Date: Mon, 26 Apr 2021 12:33:18 -0700 (PDT)
 
Scrivevo il 24 scorso:
 > Scrivo "sembra" perché non sono sicuro su come interpretare i dati
 > che ho letto.
 > 
https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/science/hyperbolic-orbital-elements/
 
 > In primo luogo pare che si riferiscano al 1991.
 > Poi le vicissitudini dei Voyager sono state complicate: per V1
 > quelli che ho preso si riferiscono a "post-Saturn", per V2 a
 > "post-Neptune".
 > Interpreto che siano le orbite che le sonde percorrono da quando
 > hanno lasciato l'ultimo incontro con un pianeta, ma se sono passati 30
 > anni,
 > E' sicuro che quegli elementi siano ancora validi?
 > ...
 > Altro problema: i dati nel sito
 > 
https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/status/
 
 > quelli che cambiano nel tempo, hanno un sacco di cifre,
 > Vorrei sapere come sono ricavati: osservazioni? calcoli?
 > Tra parentesi, con così tante cifre mi sembrano importanti le
 > correzioni relativistiche. Vorrei vederci chiaro.
 
Franco ha scritto:
 > Valori piu` precisi li trovi qui
 >
 > 
https://theskylive.com/voyager1-info
 
 >
 > oppure puoi farteli calcolare da
 >
 > 
https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi
 
Ho visto. Ecco un esempio per Voyager 1:
Date: 2021-Apr-28 00:00 UT
RA: 17h 14m 55.98s  Dec: +12°21'12.1"  Distance: 151.939460513721 AU
 
Sempre per Voyager 1 ecco il mission status (oggi, circa 7h UT):
Distanza dalla Terra: 152.01684365 (aumenta circa 1 cifra ogni 2s)
One-way light-time: 21h04m17s.
 
Ho anche consultato lo HORIZONS User Manual, dove ho trovato un po' di
considerazioni sulla precisione dei dati, ma sopratutto per pianeti e
satelliti.
Non so dire quindi se le 15 cifre date sopra per la distanza siano
significative, ma propendo decisamente per il no.
Per il mission status le cifre sono 11 e non ho trovato nessuna
informazione.
Anzi qui ho parecchie perplessità, e speravo che qualcuno sapesse
illuminarmi, ma invece nessuno ha risposto.
 
noquarter ha scritto:
 > "Although Voyager 1 is far too faint to be seen directly in the
 > image, its location is known precisely due to NASA's radio
 > tracking."
Questa è una citazione dal link dato da Franco.
Purtroppo non capisco che cosa sia il "radio tracking".
E come facciano ad aggiornare la distanza di secondo in secondo.
Tenete conto che 10^(-8) AU significa circa 1500 m, che le onde e.m.
percorrono in 5 microsecondi.
Il tempo di propagazione one-way è 75600 s, di cui 5 us sono il
7x10^(-11).
Mi ero chiesto se i Voyager hano orologi a bordo e che orologi, ma non
c'è solo questo.
Data la distanza, la bit rate delle comunicazioni è molto bassa, e non
credo proprio che sia possibile aggiornare dei dati ogni secondo.
 
Tanto più che nelle comunicazioni TV e VT ci sono informazioni da
scambiare di gran lunga più importanti: per es. lo stato dei vari
apparati, ed eventuali manovre da effettuare.
Oppure forse i Voyager ormai sono lasciati a se stessi, e ci si
accontenta di ricevere i dati finché arrivano?
-- 
Elio Fabri

 di qualche tipo, 
Comincio da qui. Certamente hanno a bordo un orologio (uno solo!), si 
tratta di un oscillatore a quarzo termostatato costruito con particolare 
cura. Le prestazioni sono una stabilita` a corto periodo di 10^-11, 
mentre la deriva a fine vita dovrebbe essere entro 2*10^-6. 
L'oscillatore di Voyager 1 si e`rotto nel 1992, e ora lavora con 
l'oscillatore ausiliario.
 
Malgrado la deriva abbastanza elevata, ho l'impressione che la si possa 
correggere e distinguere dal doppler grazie alla separazione spettrale 
della deriva rispetto al Doppler, suppongo facciano delle stime con 
filtri di Kalman.
 
Inoltre la deriva di un quarzo ha una componente che va a "scatti" 
facili da riconoscere. L'oscillatore di bordo dei Voyager puo` essere 
spento quando non serve, il che riduce l'invecchiamento totale ma 
complica la vita con la deriva iniziale dei quarzi.
 
(La New Horizons invece ha due oscillatori principali a bordo, 
stabilita` a breve termine migliore di 10^-13)
 
Numero delle cifre presentate. Ho anch'io l'impressione che siano tante, 
pero` gli astronomi e simili sono abituati a tante cifre: avendo dei 
tempi lunghi di osservazione possono filtrare i dati grezzi e tirare 
fuori dei valori stimati molto precisi. Ad esempio per la sonde Pioner 
si era vista una decelerazione anomala dell'ordine di 1nm/s^2. Se poi si 
va a vedere come e` stata misurata, si vede che e` un valore 
ragionevole, niente di troppo complicato.
 
I modelli dinamici della NASA includono gli effetti relativistici 
nell'integrazione delle equazioni, da qualche parte in rete si trovano 
le eq. diff. che vengono integrate per trovare le traiettorie.
 
Le velocita` e distanze che sono presentate sulle pagine nasa sono 
ricavate con un modello dinamico, che viene eventualmente di tanto in 
tanto riallineato sui valori di distanza e velocita` misurati (non piu`, 
vedi dopo). I numeri che si vedono arrivano da una "formula" non sono 
misurati in tempo reale.
 
All'inizio della missione le due sonde erano ricevute quasi di continuo, 
servivano dei dati di navigazione precisi per fare i sorvoli ravvicinati 
dei pianeti nella posizione giusta e sfruttare l'effetto fionda per 
andare al pianeta successivo. Adesso questa precisione non e` piu` 
necessaria e di sonde da seguire ce ne sono tante, non si puo` dedicare 
un set di antenne per le Voyager.
 
Attualmente le Voyager telefonano a casa una volta la settimana, vengono 
scaricati i dati con un bit rate di 160 bit/s. Fino a una dozzina di 
anni fa una volta l'anni scaricavano i dati che avevano registrato sul 
registratore a nastro e in quel caso il bit rate era di 1400 bit/s. Di 
piu` non si riusciva ad andare, segnale troppo debole. E gia` per 
raggiungere questa velocita` dovevano passare il trasmettitore da bassa 
ad alta potenza (da 12W a 18W). Adesso il segnale e` ancora diminuito di 
intensita` e la trasmissione dei dati e` a 160 bit/s.
 
Le equazioni di orbita che si possono calcolare sono molto accurate e 
hanno un approccio diverso da quello classico (alla Gauss, da tre 
osservazioni). Al posto di osservazioni angolari si usano solo distanze 
e rateo di variazione delle distanze, ricavabili facilmente con i 
sistemi di radio tracking che permette di misurare distanza e velocita` 
radiale della sonda e da questa si calcola l'orbita.
 
La velocita` viene misurata con il Doppler. Le Voyager usano una misura 
coerente, il trasmettitore di bordo viene pilotato a una frequenza che 
e` pari a 11/3 di quella ricevuta, a terra si confrontano le frequenze 
trasmesse e ricevute e si calcola la velocita` radiale. La trasmissione 
verso la sonda e` in banda S, quella verso la terra in banda X.
 
Purtroppo su Voyager 1 questo metodo non e` piu` utilizzabile perche' 
l'oscillatore primario si e` guastato. Su Voyager 2 immagino che sia 
complicato da usare perche' ha avuto un problema sia al ricevitore 
primario che a quello secondario. In ogni caso, durante questa fase 
della missione non e` prevista la misura della velocita`.
 
C'e` anche un modo non coerente, usato per esempio sulla New Horizons 
che permette di valutare la velocita` con una precisione di 0.1mm/s.
 
Per la distanza si usano delle sequenze di segnali e si misura il tempo 
di volo, ripetendo la misura con sequenze di lunghezza diversa per 
trattare l'ambiguita` che si ha con i segnali periodici. L'errore 
residuo e` dalle parti di 10m Anche questa misura su Voyager uno non 
funziona piu` e comunque non e` previsto di utilizzarla.
 
La misura di range e di velocita` si puo` effettuare contemporaneamente 
con la trasmissione e la ricezione di dati, c'e` una separazione in 
frewuenza (sottoportanti) non credo che  su Voyager ci fosse anche una 
separazione di codice, come invece si ha per il GPS dove tutti i 
satelliti trasmettono sulla stessa frequenza.
 
 
Non so se ho risposto alle tue domande, aggiungo per danilob che le 
sonde non sono lasciate a se stesse: tutte le settimane si trasmette un 
comando alle sonde, perche' non si sentano dimenticate :) e si ricevono 
i dati. Una volta ogni quattro mesi si manda una sequenza di comandi e 
una volta l'anno si mandano comandi per valutare la frequenza 
dell'oscillatore, il sistema di assetto, lo stato del computer.
 
Recentemente la stazione di Cabberra, la sola che puo` comunicare con 
Voyager 2, e` stata fuori servizio per 8 mesi. Prima di spegnere hanno 
dovuto riprogrammare i timer di Voyager 2 perche' non andasse in 
receiver fault mode non ricevendo piu` nulla. QUando la stazione e` 
tornata in funzione Voyager 2 stava bene, suppongo sia stata contenta di 
ricevere messaggi dalla terra.


Franco ha scritto:
 > Non so se ho risposto alle tue domande,
Ad abundantiam :-)
Anche se mi verrebbero diverse sottodomande, mi limito a una sola
metadomanda: come fai a sapere tutte queste cose? dove le hai trovate?
 
Grazie.
-- 
Elio Fabri

 metadomanda: come fai a sapere tutte queste cose? dove le hai trovate?
 
Sono sempre stato un fan delle missioni Voyager, a casa ho un paio di 
libri in proposito, poi ho sempre seguito le loro peripezie, specie per 
quanto riguarda la parte tecnologica e di telecomunicazioni.
 
Il sito della NASA ha molti rapporti sulle Voyager, abbastanza nascosti. 
Ad esempio per le comunicazioni in generale, una fonte di informazione 
e` 
https://deepspace.jpl.nasa.gov/dsndocs/810-005/
 
 
Questi rapporti inveece sono specifico per Voyager
 
https://voyager.gsfc.nasa.gov/Library/DeepCommo_Chapter3--141029.pdf
 
https://descanso.jpl.nasa.gov/DPSummary/Descanso4--Voyager_ed.pdf
 
 
Infine altre informazioni le trova su articoli in conferenze, ad esempio 
per New Horizons, qui
 
https://web.pa.msu.edu/people/edmunds/Saturn/new_horizons_rf_system_2018.pdf
 



 
Molto interessante, grazie
 
-- 
ciao
  Stefano