Группа радиолюбителей, работающих на радиотелескопе Dwingeloo в северо-восточной части Нидерландов, смогла принять сигнал космического аппарата Voyager 1, находящегося на расстоянии более 25 млрд километров от Земли. Это один из самых удалённых объектов, с которыми человечеству удаётся поддерживать радиосвязь.
Зонды Voyager были запущены NASA в 1977 году и за почти полвека работы исследовали планеты-гиганты, их спутники и границы Солнечной системы. Voyager 1 стал первым аппаратом миссии и сейчас находится примерно в 171 астрономической единице от Земли — это в 171 раз дальше, чем среднее расстояние от Земли до Солнца.
По расчётам NASA, уже 13 ноября Voyager 1 достигнет расстояния в один световой день от Земли. Это означает, что радиосигнал будет идти в одну сторону около суток, и любая связь с аппаратом неизбежно будет сопровождаться суточной задержкой.
Несмотря на успех миссии, возраст зонда постепенно даёт о себе знать. Из-за сокращающихся запасов энергии NASA вынуждено отключать научные приборы, чтобы сохранить работу основных систем. В последние годы возникали и технические проблемы: аппарат некоторое время передавал искажённые данные из-за повреждённой памяти, а затем полностью отключил основной передатчик. В октябре 2024 года инженерам удалось восстановить связь, временно задействовав резервный передатчик, который не использовался с 1981 года.
Даже при нормальной работе передача данных с таких расстояний остаётся крайне сложной задачей. По данным NASA, мощность сигнала Voyager 1 у антенн на Земле составляет около 10-16 ватта — это в десятки миллиардов раз слабее, чем энергопотребление обычных электронных часов. Поэтому приём телеметрии требует огромных антенн и сложной обработки сигнала.
Тем более примечателен успех группы Amateur Radio in Space (AMSAT), работающей с телескопом Dwingeloo. Радиолюбители уже принимали сигнал Voyager 1 в 2006 году, но тогда расстояние до аппарата составляло около 14,7 млрд километров. Сейчас зонд находится почти вдвое дальше, и его сигнал стал значительно слабее.
Дополнительную сложность создаёт и сама конструкция телескопа. Dwingeloo изначально проектировался для работы на более низких частотах, чем 8,4 ГГц, на которых передаёт Voyager 1. Для приёма телеметрии команде пришлось установить дополнительную антенну. Кроме того, на этих частотах отражающие свойства сетчатой поверхности тарелки заметно хуже, что снижает чувствительность.
Чтобы выделить слабый сигнал из шума, исследователи использовали точные расчёты траектории Voyager 1 и корректировали частоту приёма с учётом доплеровского смещения, вызванного движением Земли и самого аппарата. Это позволило обнаружить несущую частоту в реальном времени, а последующий анализ подтвердил, что она соответствует сигналу зонда.
Несмотря на то что телескоп Dwingeloo значительно уступает по размерам антеннам сети дальней космической связи NASA, команде удалось принять сигнал, что делает его одним из немногих радиотелескопов в мире, способных напрямую фиксировать работу Voyager 1.
Однако миссия аппарата постепенно подходит к завершению. Из-за истощения энергетических ресурсов Voyager 1, по оценкам NASA, окончательно прекратит работу в начале 2030-х годов. После этого принять его сигнал — как профессиональным обсерваториям, так и радиолюбителям — станет практически невозможно.