Есть вопрос. Давно он меня мучает. По одной гипотезе радиосигналы TV и радио уходят в космос и беспрепятственно летят, так как мехжзвездный газ и пыль не поглащают радиоволны. То есть мы посылаем свою историю в космос и ее могут изучить другие разумные цивилизации.
Однако по другой все сигналы на расстоянии примерно в 1 световой год превращаются в шум.
Кто прав? И почему?
Благодарю за ответ!

Кто прав? И почему?

Парадокс Ферми читали? http://paranormal-news.ru/news/paradoks_fermi_ili_nu_gde_zhe_vy_prishelcy/2011-12-27-4153

При чем тут Ферми?
Тут вполне себе распространение радиоволн. И энергии в них. То есть таки да, радиосигналы летят, но через год их уже из шумов практически не вытащить.

Напряженность электромагнитных колебаний зависит от расстояния да еще в квадрате. Т. е. если увеличить расстояние в 2-а раза, то сигнал уменьшится в 4-ре раза, а если расстояние увеличить в 3-раза, то сигнал уменьшится в 9-ть раз и т. д. Можно представить, что какую нужно мощьность, чтобы хоть как-то выделить сигнал из космического шума на расстоянии хотя бы в 1 а. е.. Поэтому пока у человечества выход один - это увеличить мощьность и послать сигнал как можно более направлено, но это все равно не далеко по астрономическим меркам. На земле радиосигналы коротких волн, при определенных условиях могут обогнуть земной шар. Радиоволны от антенны отражаются от верхних слоев ионизорованного слоя нашей атмосферы и идут к земле, отражаются от земли и назад вверх, и так гармошкой вокруг земли. В моей практике был такой случай только один раз. Дал в эфир точку и услышал сам себя с некоторой задержкой, волна обогнула землю и я услышал сам себя. Явление редкое.
(Кому интересно мой позывной в эфире - UA3DFR)

Явление редкое.
Смотря, на какой частоте и в какое время суток. С остальным соглашусь. Добавлю, не каждая частота долетит до середины... э-э выйдет за пределы ионосферы.

Сейчас как раз пик солнечной активности и 10-ти метровый диапазон открыт. Период такой солнечной активности около 11 лет. Но, сейчас 10-ка (28-29,7 Мгц) все равно какая-то вялая. Но связи с другими континентами идут. Обычно это происходит летом, когда верхний ионизированный слой не успевает распадаться на темной стороне земли. (вообще-то там несколько ионизированных слоев со своими свойствами) Общаясь с другими радиолюбителями слышал, что некоторые принимали своих корреспондантов с эхом. Сигнал приходил как по короткому, так и по длинному пути. Я такое не наблюдал, хотя стаж работы в эфире большой. Наблюдается только на 10-ке. (могу говорить только про радиолюбительские диапазоны, где разрешена работа.) На диапазоне 20 М (14 Мгц), говорят слышны шумы Юпитера. Если направленная антенна и ее направит на Юпитер, то шум резко возрастает процентов на 10. Пробовал вращать антенну, но шумов (земных) так много и разобраться сложно, да и антенна на 14 Мгц у меня всего 3-ри элемента. Так, что я ничего не понял.
Извиняюсь, что отклонился от заявленной темы, больше не буду.

Нет, это не оффтоп здесь. Именно такое обсуждение выявит частоту, на которой -см. название темы.

Извиняюсь, что отклонился от заявленной темы, больше не буду.Напротив, мне было очень интересно Вас читать.

Добавлю, не каждая частота долетит до середины... э-э выйдет за пределы ионосферы.
УКВ и более высокие частоты беспрепятственно проходят через ионосферу в космос. То есть радио и ТВ станции, сотовая связь, а так же излучение всевозможных радаров.
Что касается расстояния на которое может уйти сигнал то не все так однозначно. К примеру у КА "Пионер" которые улетели к настоящему моменту довольно далеко мощность передатчика составляет всего 8Вт. Сейчас говорят осталось еще меньше и тем не менее сигнал от них уверенно принимается. Общий фон земли в радиодиапазонах значительно выше и по крайней мере при наведении радиотелескопа на нашу солнечную систему земля по крайней мере по уровню шума должна отличаться от планетных систем не имеющих таких технических средств.
Относительно вопроса что полезный сигнал превращается в шум тоже не все так однозначно. Теоретически такого наблюдаться не должно. Сигнал будет ослабевать, но при наличии на приемной стороне чувствительного радиотелескопа с большой апертурой, имеющего на своем борту низкошумящий приемник и узкополосные фильтры способные выделить нужную частоту технических проблем принять и дешифровать сигнал быть не должно. Полезная информация никуда пропадать не должна, если только в процессе она не будет модулироваться внешними флуктуациями как по частоте так и по амплитуде. Тогда да, сигнал превратится в шум. Но на данный момент этот момент никому не известен.

Сигнал будет ослабевать, но при наличии на приемной стороне чувствительного радиотелескопа с большой апертурой, имеющего на своем борту низкошумящий приемник и узкополосные фильтры способные выделить нужную частоту технических проблем принять и дешифровать сигнал быть не должно.
На самом деле проблем больше чем кажется. Где взять настолько малошумяший усилитель? Как отсечь тепловой шум, что бы не мешал, плюс ко всему прочему шум электронов в усилительном каскаде?
К тому же неизвестно как вообще организована передача сигнала...
Какая модуляция, какая коррекция ошибок и пр... А от этого напрямую зависит мощность передатчика (энергообеспечение спутника опять же), размер принимающей антенны что бы можно было выделить какой то полезный сигнал.

К тому же неизвестно как вообще организована передача сигнала... Где-то я с этим вопросом разбирался (не на Старлабе). Пришли тогда к выводу, что для начала надо определиться, на каком языке передавать сообщение воображаемым далеким потомкам, отстоящих от нас лет на миллион.

Сейчас еще у радиолюбителей используется вид радиосвязи с отражением от Луны. На 2-х метровом радиолюбительском диапазоне (144 Мгц). Мой товарищ живет в частном секторе и ему попроще в смысле антенн. У него был передатчик мощностью примерно Ватт 200 (для Лунных радиосвязей разрешается до 500 Вт) и две 13-ти элементных антенны сфазированные. Он провел около 20-ти радиосвязей. Но то заслуга скорее его корреспондентов. У дного корреспондента - американца было около 42-х сфазированных многоэлементных антенн. Прием ведет компьютерная программа. При этом сигнал был иногда ниже шума на 19 дэцибел. Каков алгоритм этой программы я уж не знаю. Лет 10-20 назад, когда это начиналось, то работали просто телеграфом на слух. Используют и другие радиолюбительские УКВ диапазоны - 430 Мгц и выше, но там сложнее с аппаратурой и мало кореспондентов совсем.
Все равно интересно - ведь радиоволны доходят до Луны, отражаются далеко не от зеркальной поверхности Луны и потом уже прием на Земле. Еще через спутники работают, но это уже дело техники.

Сейчас еще у радиолюбителей используется вид радиосвязи с отражением от Луны. На 2-х метровом радиолюбительском диапазоне (144 Мгц).
144мгц слишком малая частота. Любительская. Сейчас для организации передачи используют 3.6 ггц - С-диапазон, 12.4 ггц - Ku-диапазон, и 25ггц Ka- диапазон. Существует зависимость несущей частоты от диаметра принимаемой антенны. Чем выше несущая, нем меньше нужен размер принимаемой антенны. Тут правда вмешивается коррекция ошибок, параметр FEC. От 1/2 до 7/8. 1/2 лучше в плане приема, но в один пакет передаваемых данных можно вместить меньше полезной информации. Кроме того от размера принимаемой антенны зависит точность наведения. Если для телеметрических спутников, болтающихся на геостационарной орбите (примерно 36т.км) 1 градус промаха на Земле превращается в 150 км на орбите, то какая точность потребуется для приема улетевшего к черту на кулички передатчика?
У него был передатчик мощностью примерно Ватт 200200 вт очень быстро используют энергоресурс спутника.
Но скорее всего никто и не собирается принимать данные спутника. Что он передает и так хорошо известно. Он расчитан на авось. Авось найдется кто то достаточно разумный чтобы принять и дешифровать сигнал.

Еще очень давно в советское время делали батарейку для спутника. Принцип был очень простой. При ядерном распаде одного из радиоактивных веществ выделяется тепло. Температура за бортом спутника минус градусов 160 (даже еще и ниже) - это когдап Солнце далеко. Вот тебе и термопара. Мощьность одной батарейки была 3 Вт. (делали 2-е штуки). Период полураспада начинки был чуть меньше 100 лет, т. е. работала долго.
А в остальном я пишу о том, что применяют простые любители, что сейчас в наличии у простого народа. У моей аппаратуры самый высокочастотный диапазон 430 Мгц (20 Вт). В соревнованиях используют и 1200 Мгц, а выше аппаратура уже экспирементальная (чаще даже самодельная), (хотя для радиолюбителей диапазоны выделены и выше тоже).
Все это развивается, особенно в последнее время очень быстро. У государств ресурс для создания умной техники куда выше.
Так и с телескопом - рад бы посмотреть в метровую апертуру, однако и в 150 мм много для меня нового и интересного.
Еще и скорость распространения радиоволн как и скорость света. Покаааа... сигнал дойдет куда либо.
Жаль человеческая жизнь коротка, а интересно что еще познает человечество.

Где-то я с этим вопросом разбирался (не на Старлабе). Пришли тогда к выводу, что для начала надо определиться, на каком языке передавать сообщение воображаемым далеким потомкам, отстоящих от нас лет на миллион.

Есть мнение, что единственный язык, на котором можно передавать неизвестно что неизвестно кому с неизвестными целями - это язык нолей и единиц.
Нехорошие капиталисты, когда озаботились проблемой куда не только девать отходы, но и как сообщить своим потомкам, где копать не надо (сами капиталисты выжить не планировали по причине этих самых отходов), то обратились с этим вопросом к специалистам по семиотике, то есть по различного рода значкам типа "кирпича". Как сказать потомку "не входи - убьет" ?
Специалисты по семиотике сказали что нет такого языка или знаковой системы, которая бы гарантировала донесение сего нехитрого послания через тысячелетия. Единственный способ - это непрерывное сохранение знаний группой людей. Оригинал документа - http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp?purl=/6705990-CXADJt/6705990.pdf
"... It follows that no fail-safe method of communication can be envisaged 10.000 years ahead"

В космосе конечно ситуация иная. Передавая сигналы в космос не глупо надеяться, что ТАМ будет неограниченное количество лет для расшифровки. То есть вложив ключ к языку в само послание можно в общем-то быть уверенным что сигнал будет расшифрован.
Главная то проблема не на каком языке слать, можно и рисунок черепа с костями послать в бутылке, но как послать технически.

На самом деле проблем больше чем кажется. Где взять настолько малошумяший усилитель? Как отсечь тепловой шум, что бы не мешал, плюс ко всему прочему шум электронов в усилительном каскаде?
МШУ современных радиотелескопов охлаждают жидким гелием до температуры 4К (Кельвинов). Тепловые шумы при этом практически находятся на уровне фона вселенной, который составляет около 3К. При этом тепловой фон нашей галактики за счет излучения звезд находится на уровне 15-20К. То есть можно сказать современные земные радиотелескопы можно сказать достигли предела чувствительности. Фиксируемая плотность потока радиоизлучения во многих случаях составляет ничтожную величину =1 мЯн, то есть 10-29 Вт. Технически, если бы существовали другие инопланетные цивилизации и они использовали радиосвязь мы должны были бы их услышать. Радиосигнал как я писал выше не должен превращаться в шум, он подвержен только доплеровскому сдвигу по аналогии с видимым электромагнитным излучением (светом).
Еще очень давно в советское время делали батарейку для спутника. Принцип был очень простой. При ядерном распаде одного из радиоактивных веществ выделяется тепло.
На таких "батарейках" работают все спутники которые были запущены к внешним планетам, да и на орбитальных их зачастую тоже применяют, особенно на военных. Выдаваемая мощность порядка 150-200Вт на один модуль. Начинка обычно стронций 90, полураспад 28.9 лет, также используются другие изотопы. Средний срок службы таких девайсов порядка 30лет. У нас в СССР такие источники использовались на маяках, автономных метеостанциях. Кому интересно гуглите РИТЭГ .

Значит вывод: информация сигнала сохраняется, но отделить его от шума с расстоянием становится все сложнее.
Как считаете, если бы на планете Глизе в 20-ти св.годах от нас была бы разумная цивилизация, то мы бы смогли улавливать их телевизионные передачи? То есть мы бы уже их услышали?

Значит вывод: информация сигнала сохраняется, но отделить его от шума с расстоянием становится все сложнее.
Как считаете, если бы на планете Глизе в 20-ти св.годах от нас была бы разумная цивилизация, то мы бы смогли улавливать их телевизионные передачи? То есть мы бы уже их услышали?
Я думаю, что здесь очень важно на каком уровне развития находится цивилизация. Если уровень развития у них как и у нас, то однозначно не услышим. Если выше, то возможно они смоглиб послать очень мощные сигналы используя свои достижения. Кстати для передачи телевизионных программ или связи в пределах планеты совсем и не надо таких больших мощностей. (Осенью пробовал работать QRPP - очень низкая мощность в эфире, то мощностью всего в 100 мВт удалось провести около 20-ти телефонных радиисвязей со странами Европпы. Для радиосвязи через любительские спутники ставишь мощность менее 1 ВТ. И еслиб не так много желающих сработать через спутники, то радиосвязь надежная и без проблемм.) Если же они целенаправлено хотели бы быть услышанными, то им пришлось применить все свои достижения. Радиоволны, так же как и любые поля подчиняются тем же законам и напряженность поля уменьшается от квадрата расстояния. Шумы того же Юпитера, не говоря уже о Солнце или шумы из центра Нашей Галактики настолько сильны, что будут в огромное количество тысяч раз выше полезного сигнала. Я думаю, что источников радиосигналов в космосе огромной мощьности очень много. И здесь даже не изобретение малошумящих усилителей поможет, а совершенно другой подход к демодуляции и выделению полезного сигнала нужен. Нужны новые открытия и развитие науки.

Думаю, после фазированной решетки новые открытия много не добавят. Ведь самый лучший усилитель - это хорошая антена. В гражданской авиации (да и в военной тоже) для обнаружения судов применяют локацию. В начальный момент в пространство посылается мощный направленный импульс, мощностью в мегаватты. До борта самолета доходят единицы киловатт. Поскольку этот борт в сечении является дугой, то отражает сигнал в разные стороны. И в приемную антену возвращаются микроватты. которые порою ненамного превышают уровень шума.
Для начального увеличения уровня полезного сигнала применяют 2 способа. На первичных локаторах установлено зеркало (на моем аватаре его видно). В режиме передачи оно формирует луч, узкий в горизонтальной плоскости, до 40 угловых минут. В режиме приема собирает приходящий сигнал и фокусирует его в одну точку. То есть, уровень полезного сигнала уже повышается. Во вторичном локаторе установлена та самая фазированная решетка. По сути она представляет собой множество диполей, сигнал с которых суммируется в фазе на определенной длине волны.

И в том, и в другом случае - если уровень шума составляет 3 микровольта, а уровень полезного сигнала 3,5 (цифры с потолка), то эффект уже получен. Дальнейшим усилением и обрезкой мы выделим полезный сигнал. Если вместо 3,5 всего 1,5, то есть ниже уровня шумов, то можно добавить диполей. Что и сделано в радиоастрономии, какие там громадные тарелки стоят.
Так что усилители все же вторичны.

А кто-нибудь знает как маленький GPS приемник выделяет сигналы со спутников? Ведь явно уровень сигнала пришедший со спутника меньше уровня шума.

Интересный вопрос, но ответ пока не знаю. А хотел бы.

Я уже на каком-то форуме писал о радиосвязи с отражением от Луны. Мой товарищ живет в частном секторе и может позволить себе некоторое антенное хозяйство. (у него было пару сфазированных 13-ти элементных антенн на 2-х метровый любительский диапазон 144 мГц) В пршлом году он провел несколько десятков радиосвязей через Луну. Ести лет 30 назад радиолюбители проводили радиосвязи с отражением отЛуны просто телеграфом на слух, то сейчас мне этот процесс показался совсем не интересным. Радиосвязь проводит компьютерная программа. Сидишь и ждешь когда она (программа) проведет радиосвязь и получит подтверждение по интернету. Одна из радиосвязей была когда компьютерная программа написала, что полезный сигнал на 19 децибел НИЖЕ уровня шума. Тут уже какая-то математика (путем кориляции что ли) вступает в силу. Для меня это уже темные процессы.

Интересно, как программа это определила? Каков принцип?

Я сам не занимался радиосвязями с использованием отражения от Луны или ионизовованных слоев образующихся от метеоров. Пробовал просто ознакомиться с программами. Там программа через интернет синхронизированна по времени и минуту дает вызов, а следующую минуту слушает. Через тот же интернет можно узнать - кто сейчас дает вызов или определиться заранее о радиосвязи.
Сам же алгоритм работы программы я не знаю. На радиолюбительских сайтах есть эти программы и много тем по этим вопросам в радиолюбительских форумах. (http://www.cqham.ru/ - в форумах есть ветки о ЕМЕ связи - Лунная связь и метеоры есть , http://qrz.ru/ и т. д.). Еще может на УКВ портале - не помню адрес. Информации много.
Также есть программа орбитрон (работал с ней) дает информацию о радиолюбительских спутниках. Низкоорбитальные спутники быстро пролетают и когда ты в зоне радиовидимости, то слышишь свалку из многих вызовов желающих провести радиосвязь. Доже на болтушку - портативная радиостанцию.
Сейчас много программ и они многое могут.

Зарегистрировался по первой ссылке, задал вопрос, жду ответ.

Кстати в режиме PSK (это передается печатный текст) я работал много. Меньше ли сигнал, чем шум эфира я не знаю (по S-метру трансивера получается, что сигнал , по крайней мере не выше шума), но бывает ушами сигнал не слышишь совсем, а компьютер принимает уверенно. Там меняется фаза сигнала. Дело в том, что программа уже знает как закодирован полезный сигнал и может его выделить.
Виталий UA3DFR

А кто-нибудь знает как маленький GPS приемник выделяет сигналы со спутников? Ведь явно уровень сигнала пришедший со спутника меньше уровня шума.
Если ориентироваться на литературу, например (например Яценков "Основы СРН") то мощность бортовых передатчиков имеет значение около 50-60 Вт. Если принять спутник в качестве изотропного источника, то с учетом его высоты орбиты 20000км на поверхности земли напряженность поля составит 1.9мкВ/м. Что уже вполне достаточно для работы радиоприемного тракта. При этом еще не учитывается что сигнал со спутника направленный и "усиление" антенны спутника(вследствие концентрации сигнала около 14.3њ) добавляет +13.4dB.

Как считаете, если бы на планете Глизе в 20-ти св.годах от нас была бы разумная цивилизация, то мы бы смогли улавливать их телевизионные передачи? То есть мы бы уже их услышали?
Подсчитал как для изотропного источника. Возмем к примеру телевизионную станцию мощностью 100кВт. Ранее до этого я находит информацию что чувствительность земных радиотелескопов 1 мЯн, то есть 10 в минус -29 Вт.
В общем если не врет калькулятор то получается что на расстоянии 20 световых лет (1.89214609 × 10 в 17 метра) уровень сигнала от 100кВт станции составит 9.66 в минус -15 Вт что значительно выше уровня обнаружения сигнала нашими телескопами. Так что если я нигде не ошибся технически мы могли бы улавливать телевизионные передачи иных цивилизаций вещающих в радио диапазоне.
Шумы того же Юпитера, не говоря уже о Солнце или шумы из центра Нашей Галактики настолько сильны, что будут в огромное количество тысяч раз выше полезного сигнала. Я думаю, что источников радиосигналов в космосе огромной мощьности очень много. И здесь даже не изобретение малошумящих усилителей поможет, а совершенно другой подход к демодуляции и выделению полезного сигнала нужен.
Насчет внешних помех. Сейчас погуглил, радиоизлучение Юпитера не наблюдается на частотах выше 35 Мгц. То есть если верить этой информации УКВ он не захватывает и помеху создать не может.

Есть вопрос. Давно он меня мучает. По одной гипотезе радиосигналы TV и радио уходят в космос и беспрепятственно летят, так как мехжзвездный газ и пыль не поглащают радиоволны. То есть мы посылаем свою историю в космос и ее могут изучить другие разумные цивилизации.
Однако по другой все сигналы на расстоянии примерно в 1 световой год превращаются в шум.
Кто прав? И почему?
Благодарю за ответ!
Ответы на ваши вопросы вы найдете в книге "Вселенная. Жизнь. Разум." (http://sovams.narod.ru/Library/Shklovsky/Part3.pdf) И. С. Шкловского, с. 221-237. Доступно, понятно, с формулами. Приятного чтения. ;)