それでも理解できる宇宙空間での無線信号の最大伝送距離はどれくらいですか?


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この質問を物理問題の形で説明します。ポイントAのトランスミッタは、ポイントBのレシーバに信号を送信します。レシーバがまだ理解できる、ポイントAからBまでの光年での最長距離はどれくらいですか。信号?

与えられた:

  • 信号タイプ:電磁波。
  • 信号周波数:信号の減衰が最も少ない周波数-おそらく無線。
  • 信号形式:
    • バリエーション1:可能な限り最高の濃度のビーム。
    • バリエーション2:全球。
  • 送信機の電力:地球に組み込まれていることが知られている最も強力な送信機の電力。
  • レシーバー:地球に構築されていることが知られている最も敏感なレシーバーの感度。
  • 伝達媒体:星間空間。
  • 信号の理解:
    • バリエーションA:信号がノイズではないことを検出できます。
    • バリエーションB:信号の情報をデコードできます。

信号が何であるかに大きく依存します。一部の信号は、それ自体がノイズのようです。あなたは少し明確にする必要があります。最もわかりやすい信号は、周期的なパルスの列であり、情報を伝えることができません。
2013年

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ただし、パルス列にはまだ情報が含まれています。
astromax 2013年

physics.stackexchange.com/a/87997/30000-この関連質問を確認してください。天文学に関しては、無線送信機は光源の一種にすぎないため、星間距離で見えるようにするには、送信機を電力に匹敵する送信機が必要になります(集束によって信号電力を得ることができますが、最適な集束でも、 100万分の1の「ホットジュピター」出力が必要です。
oakad 2013

関連:リンクバジェットとは何ですか。アマチュアラジオ(受信機の感度、周波数、距離がわかっている場合は、必要な実効放射電力を計算できます。次にアンテナゲインを追加して味わうことができます)と私の回答の最後の部分は、宇宙船が遠くまで移動した距離です。地球から?これはたまたまディープスペースネットワークを介してVoyager 1と通信することを扱っています。自由空間損失の計算で重要な数値は、波長の距離です。
CVn

この質問では、人間のコロニーやエイリアン、たとえば最も近い星の惑星(アルファケンタウリなど)と通信するために必要な送信機と受信機の種類に興味があります。
Kestas 2013

回答:


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私たち人間はほとんど月に移動せず、宇宙探査機を送って私たちの太陽系の他の惑星を探検したことがないため、正確に言うことはできません。したがって、理論的には何でも可能です。ここで少し実用的になろうとしています。本当に遠くまで行った唯一の人工物はボイジャー1で、太陽から187億キロ(125.3 AU)の距離にあります。1977年に発売されましたが、これまでのところ唯一のライブ送信機と受信機です。

Voyager 1無線通信システムは、太陽系の限界まで使用できるように設計されています。通信システムには、地球上の3つの深宇宙ネットワークステーションを介して電波を送受信する、直径 3 * .7メートル(12フィート)のパラボラアンテナハイゲインアンテナ *が含まれています。Voyager 1は通常、2296.481481 MHzまたは8420.432097 MHzの周波数を使用して、Deep Space Network Channel 18を介して地球にデータを送信しますが、地球からVoyagerへの信号は2114.676697 MHzでブロードキャストされます。2013年の時点で、Voyager 1からの信号が地球に到達するまでに17時間以上かかります。

Voyager 1に存在するものよりも強力な送信機が世界中に存在することに同意しますが、それらのほとんどはまだテストされていません。したがって、測定値を正確にすることができます。


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これは、いくぶん空っぽで満足できない感じがします。天文学の全分野は、私たちが今までにない場所を測定し、理論化することです。確かに私たちは真空中の無線信号の物理学について何かを知っており、信号の劣化に対する星間空間の影響を推測することができます。おそらく著者が問題を定義するのに十分な情報を提供していなかったかもしれませんが、「まだ行っていないのでわからない」と言うことは少し欠けているように感じます。違反はありません。私はあなたの最初の前提が正しいとは思いません。
Robert Cartaino 2013

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その理由は、変数が多すぎるためです!太陽やパルサーを通過する信号は、それらが生成する強力な電磁ノイズによって完全に消去されます。もう1つの問題は、干渉がなくても無線信号の減衰を計算するのは簡単なことではなく、信号が遭遇する環境でテストする必要があることです。

とにかく、電波は星間通信にはまったく役に立たないので、それは本当にすべてのためにありません。それらは意味のある使用には遅すぎるように動いています。最も近い太陽系でさえ、信号を送るのに4年かかり、返答を得るのにさらに4年かかります。


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電波が遅すぎる場合、もっと良い方法はありますか?
jmh 2017
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