Обнаружить сигналы инопланетян технически невозможно

[Line 2]

Молодежь никогда не хотела идти служить, а Лев Троцкий, как раз об этом сказал сто лет назад.
«Вы можете не интересоваться войной, но война обязательно заинтересуется вами»!

Но пока кроме политиков-пенсионеров войной никто особо не интересуется. Молодёжь воспитана уже совсем по-другому, чем это было раньше. Сейчас поколение смартфонов, соц. сетей и компьютерных игр. Могу сказать по своему городу, что шпаны совсем не стало, а раньше сидели чуть ли не на каждом углу и часто вели себя довольно агрессивно. Плюс, биологические изменения, такие, как снижение уровня тестостерона с каждым поколением. Совсем не та сейчас молодежь, что была раньше.

[Line 2]

Может если человечество начнет активно осваивать Солнечную систему в хозяйственных и военных целях, то тогда понадобятся еще более мощные радары.

Но отсутствие достоверных сигналов подтверждает вариант с низкой активностью инопланетных цивилизаций, если они есть. Либо использование других видов связи с определенного этапа освоения космоса (от лазерной до неизвестных нам типов и форм), либо снижение мощности радиоизлучения, вследствие технологического прогресса (повышение чувствительности принимающих устройств).

[Line 2]

Кроме того, скорость обмена 160 бит/с означает что время накопления не более 0,00625 сек. Для более медленных сигналов можно увеличивать время накопления и соответственно и чувствительность.

Но вот тут как раз ученые рассчитывали для длительного периода наблюдений в 1 час, причем будущим телескопом SKA, и радиус обнаружимости Вояджеров получился меньше, чем расстояние до них:

"Чтобы понять, на каком расстоянии земное радиоизлучение можно «подсветить» и распознать, авторы научной работы выбрали самый чувствительный радиоинструмент ближайшего будущего — SKA1-Mid (часть развертываемого радиотелескопа SKA) и задали сигнал/шум (SNR) равный 5, а время наблюдения – около часа. Таким образом, расстояния, на которых «увидеть» Землю, отслеживая радиосигналы, оказались следующими:
1) Планетный радар (пиковая мощность, как у Аресибо): до 12 000 световых лет!
2) Deep Space Network (направленная постоянная передача): до 65 световых лет.
3) Утечки от мобильных сетей: около 4 световых лет.
4) Сигналы «Вояджера»: менее 1 светового года (чуть меньше расстояния до границ гелиосферы)."

Возможно, антропогенные и природные шумы сильно заглушают слабые сигналы. Сигналы Вояджеров как раз тонут в этих шумах, насколько я читал. Кто-то написал, что они в миллион раз слабее шумов. Поэтому их приходится выделять с помощью специальных алгоритмов, несмотря на то, что они имеют частоту, где антропогенные шумы минимальны. Кроме того, антропогенные шумы становятся только гуще со временем, что создаёт всё большие помехи поиску инопланетных радиосигналов, о чем я также читал (кажется, в Википедии, в статье про SKA).

[Ph_user]

эти радары, сцуко, опасные. Попасть под их излучение вблизи - это как побывать в микроволновке

Это все ближе к мифам. Большая мощность станции это просто средняя плотность джоулей поперек вектора пойнтинга помноженая на площадь. Слишком большую удельную мощность смысла использовать в стационарных системах нету т.к. это может привести к усиленым потерям на утечки-пробои и др. Те мегаваты общей мощности летят через достаточно большую площадь чтобы могли заметно сварить мелкую тушку примата.

Про обнаружение от других звезд там всего два случая.

1. Принять переданый как положено сигнал с битами-байтами с другой стороны галактики проектными антенами за проектное время можно.

2. Принять переданый для приема только внутри звездной системы сигнал на другой стороне галактики очень сильно сложнее т.к. надо наращивать площадь приемной антены сообразно квадрату удаления.

Для 1 и 2 надо еще знать все параметры передачи (или пробовать подбирать методом подбора - что пробуют делать разные там пробователи).

Чтобы успешно сработал вариант 1 - на передающей стороне должны умышлено так сделать (и достаточно давно чтобы джоули долетели на другую сторону галактики на скорости света примерно). Принять случайные хозяйственые напланетные сигналы вмеру далеко весьма сложно - там как повезет исходя из структуры сигналов между вариантами 2 и 1. Чем больше времени потрачено на накопление и попытки подбора варианта демодулятора тем вероятность больше. В галактике достаточно много атомов чтобы особо упоротые радисты могли понастроить приемных антен и ацп и памяти и вычислителей чтобы решить такую задачу имхо.  Но таких упоротых радистов и ресурсов чтобы такое строить может быть мало.

[библиограф]

Это все ближе к мифам. Большая мощность станции это просто средняя плотность джоулей поперек вектора пойнтинга помноженая на площадь. Слишком большую удельную мощность смысла использовать в стационарных системах нету т.к. это может привести к усиленым потерям на утечки-пробои и др. Те мегаваты общей мощности летят через достаточно большую площадь чтобы могли заметно сварить мелкую тушку примата.
   

Так ты ещё и радиолокаторщик доморощенный
https://proza.ru/2004/08/31-26

[Ph_user]

ещё и радиолокаторщик

Достаточно большую мощность из планеты с атмосферой нету возможности передавать из достаточно малых размеров излучателя - там просто происходит пробой по газу атмосферы. Этим и ограничены доступные мощности во вмеру мелких и удобных в доставке к месту применения импульсных боевых излучателях.

[Ph_user]

В отличие от расчетов теоретиков

Теоретики могли читать основы радиосвязи в смысле передачи битов радиоджоулями. Там все достаточно просто. Но чтобы принять что-то издалека надо попадание в набор вариантов -

1. Это было специально передано чтобы приняли проектными железяками на проектной скорости.

2. Это случайно так произошло во время хозяйствования со всяким электричеством на планете что улетевшие с планеты джоули могут образовать годный для приема по правилам из п.1. сигнал.

Варианты п.2 тоже возможны - типа тех миганий вмеру долго работающих радаров для контроля за самолетами.

Для начала опытов можно что-нить передавать в городе из одной комнаты в другую без проводов. И потом просто увеличить все до размеров галактики. Количество удвоений удаления весьма конечно и для размеров галактики. Это значит если с края галактики уже долетает до середины - значит чтобы долетело до другого края надо поднять мощность или опустить скорость только в чуть раз.

[Ph_user]

На самом деле будет меньше, так как у аэродромных радаров меньше коэффициент усиления,

Меньше усиление антены значит больше ширина диаграмы направлености и больше времени улетевшие к другой планете джоули на нее светят с учетом вращения и излучающей планеты и радара без умышленого сопровождения. В геометрическом пределе можно светить просто во все стороны (ну примерно в полусферу с планеты). Это только убавляет множитель усиления антены в тракте от излучателя до приемника.

Однако ни одного инопланетного передатичка не найдено.

Так надо просто увеличивать возможности приемников по площади приема прилетающих условных радиофотонов и время поиска в накопленом всяких хозяйственых излучателей с других мест.

Вмеру упоротый поисковик чужих радаров это примерно шарик в своей звездной системе с усилителями и ацп и счетно-решающими коробками внутри. Площадь поверхности шарика чем больше тем лучше. Ну и оттуда как-то отводить излучением выхлоп джоулей после отработки в счетно-решающих коробках. Шарик ловит все прилетевшие на поверхность радиофотоны от времени постройки и сколько там есть памяти внутри помнит. А из памяти берут счетно-решающие коробки и пробуют подобрать последовательность похожую на нужную с какой-нить стороны из космоса. Все это стоит достаточно дорого или надо строить роботами. А пока площадь приема радиофотонов мала и время накопления мало и ресурсы по поиску в накопленом малы - вот и мало нашли.

На вопрос - "какая нужна мощность лазера на Альфа Центавре что-бы уверенно принимать его сигнал в Солнечной системе" - оно, само приняв диаметры отправляющего и принимающего зеркал по 10 метров - выдает мощности превышающие текущие энерго-возможности земной цивилизации.

Это мало точный вопрос. Надо было указать требуемую битовую скорость сигнала. Если там 1 бит за 1 век - мощности будет поменьше. Если 1 бит за 1 секунду - побольше. Иначе робот может подумать что-то привычное в сезоне типа 4же сотовое на мегабитах в секунду.

большинство антенн излучают только в строго определенном направлении.

Большинство антен если прикручено к планетам с натуральным вращением излучают в разные стороны космоса и их излучение еще модулировано скоростью вращения планеты и диаграмой направлености планеты и вращением вокруг системной звезды если планета в системе и др. Или иными натуральными обычными космическими модуляторами типа вмеру регулярных пылевых облаков. Проживая в натуральном космосе можно знать и прикидывать типовые возможные методы и частоты-периоды типовых космических модуляторов излучений всяких излучалок.

Потому собствено обнаружение сигналов инопланетников выглядит примерно так -
мы принимали каждую весну недели по 4 в течении 1..10..100 веков из вселенских (галактических) координат х-у и после анализа принятых (много)бит счетно-решающими машинами установили наличие похожей на вращение радара на планете и вместе с планетой последовательности радиофотонов с превышением мощности последовательности за время накопления над мощностью шума приемника порядка 2 раз.

Сигналы Вояджеров как раз тонут в этих шумах, насколько я читал.

Полезнее взять какие-нить умные книжки по обустройству радиосвязи в своем космосе. И там будет понятно как устроены методы оптимальных систем. Читать надо (или уже спрашивать роботов через останки инетика) как происходит прием символа (с гарантированым узнаванием значения символа). Для случая обнаружения сигналов с других планет по галактике или между галактиками - символом считать случайно происходящее вмеру регулярное во время хозяйственых дел с электричеством и радиоволнами на планете. Типа 5 поколений мужиков подряд приходят каждый день на работу и включают аэродромный радар каждый рабочий день на той планете (по уходу с работы выключают). И все это работает на одной частоте все это время. Вот это будет один символ под прием между звездными системами или между разными галактиками. Форму символа можно прикидывать исходя из работы натуральных модуляторов. И счетно-решающей системе надо дать команду найти такой символ в принятом за все время приема.

[muhserg]

Если в формулу Дрейка подставить более-менее реалистичные коэффициенты на текущем уровне научного познания и учесть Большой фильтр, то получится 1-10 цивилизаций на большую галактику.

То есть, оптимистичное расстояние между РЦ - 10000 св. лет.
Солнце излучает в любом диапазоне эл-маг колебаний, как передатчик минимум 1 МВт.

Каким образом, если не знать протокол обмена сообщениями, инопланетяне услышат только послания Аресибо и сигналы радаров СПРН.

Причем сигналы СПРН это просто пики, всплески, которыми космос и так наполнен, а Аресибо уже не работает.



В довесок, ждать ответа 20000 лет. А их первичный запрос пришел к Земле, например, в неолите.


Надежда только на биомаркеры в ближайшем солнечном окружении, либо натолкнуться на чужой космический мусор. На сигналы  сверхцивилизаций надежды мало, так как они очень редки.

[Ph_user]

Солнце излучает в любом диапазоне эл-маг колебаний, как передатчик минимум 1 МВт.

Каким образом, если не знать протокол обмена сообщениями, инопланетяне услышат только послания Аресибо и сигналы радаров СПРН.

Жалкий мегават если размазать по диапазону 10 раз изменения частоты - там плотность мощности на 1 герц будет весьма мала. Уже даже на гигагерце. А у промышленых хозяйственых излучателей ширина спектра весьма мала и потому там плотность мощности намного больше.

Есть вторая (счетная) проблема - типовые генераторы опорных частот хозяйственых излучателей плохо стабилизированы. Это размазывает излучение за время работы излучалки по какой-то полосе частот. Потому чтобы зажимать полосу приемника еще больше - надо делать (счетный в програме приемника) поиск еще и по уходу частоты от прогрева и колебаний вольтов в питающей сети и др. Но это только увеличивает количество счетных операций в машине приемника.

Тут основная идея поиска работающих на излучение цивилизаций - обычные месные излучения по планете сделаны для передачи на больших скоростях на малые удаления. Но т.к. цивилизации с электричеством и радиоизлучением успевают проживать относительно долго - порядка века - там можно из регулярных излучений +натуральных вмеру медленых модуляторов типа обормота планеты вокруг оси и вокруг системной звезды выделить улетающие гораздо дальше символы в очень сильно зажатых такими длительностями полосах частот. И потому если в следящем приемнике также зажать полосу частот - можно опустить шумовую температуру-мощность приемника для такого сигнала-символа весьма прилично и получить сигнал-шум выше 1 и показать наличие сигнала пальцем. Но следящий приемник обычно надо симулировать програмно на основании обсчета всего надолбленого с выхода антены ацп набора чисел за век на частоте в гигагерц+ и при количестве бит на число порядка 16. Ацп на гигагерц и 16бит - 2байта надолбит 2гигабайта в секунду - за век в около 3гигасекунды будет запись в 6е18 байт. И это все надо и хранить и подавать на обсчитывалку (долго и много много раз).

У старых телетрансляций с амплитудной модуляцией примерно половина мощности передатчика в десятки киловат улетала на достаточно прилично стабилизированой частоте и улетала за атмосферу в космос при длительности работы порядка 0.3..0.5 века.

Причем сигналы СПРН это просто пики, всплески

Основная идея хозяйственых излучателей - во вмеру долгом времени работы (заметные доли века) с повторами (+натуральная модуляция механикой космоса типа вращения). Это и делает вмеру долгий размазаный во времени символ и у него от большого размера во времени весьма зажата полоса частот и его можно искать малошумящим по физике узкополосным приемником. Т.к. мощность шума приемника пропорциональна полосе частот и физическим константам даже без внешних еще помех.

[gans2]

Ссылки на новости по тематике раздела "Вселенная, Жизнь, Разум"

Ссылка с рассчетами А.Д. Панова по наблюдению аэродромных радаров Земли через гравитационную фокусную линию звезды (42 минута)

https://rutube.ru/video/0f83ec72610e5d8a1c0436ded2773cc4/

[Line 2]

Надежда только на биомаркеры в ближайшем солнечном окружении, либо натолкнуться на чужой космический мусор. На сигналы  сверхцивилизаций надежды мало, так как они очень редки.

Спасибо за полезный комментарий. Ещё можно добавить к этому шумы нашей собственной цивилизации, которые ещё больше затрудняют выделение и идентификацию инопланетных сигналов. Подозреваю, что многие сигналы инопланетян могут быть отнесены к помехам, так как выделить один искусственный сигнал (параметры которого нам заведомо неизвестны) из шума других аналогичных, но имеющих земное происхождение, это, наверно, в лучшем случае непростая задача. А ученым надо ещё строго доказать, что он инопланетянский, так как сообщение на весь мир об обнаружении инопланетян - это значит, взять на себя очень многое. И даже, подозреваю, что они могут побояться это сделать. К тому же в этом случае исчезнет интрига и может уменьшиться общественный интерес к этой теме. Как когда-то исчезла интрига по поводу природы метеоритов, когда было доказано, что они прилетают из космоса, а до этого люди гадали, могут ли они оттуда вообще прилететь. Причем со временем антропогенных шумов становится всё больше, даже на тех частотах, которые используются в астрономии. Плюс к этому, ученые будут до последнего утверждать, что сигналы инопланетян можно выделить из шума (хоть природного, хоть антропогенного), даже если это будет практически невозможно сделать. Просто для того, чтобы поддерживать общественный интерес к этой теме, ну и наверно финансирование. Это я хорошо знаю, так как отец, который занимался геоботаникой и зарабатывал во многом на грантах, говорил, что всегда важно привлечь внимание грантодателей остротой проблемы и перспективами исследования, то есть, преувеличив реальную ситуацию в данной сфере.

[Line 2]

У старых телетрансляций с амплитудной модуляцией примерно половина мощности передатчика в десятки киловат улетала на достаточно прилично стабилизированой частоте и улетала за атмосферу в космос при длительности работы порядка 0.3..0.5 века.

Что такое полвека (и даже тысяча лет) для цивилизации, существующей, скажем, 10 миллиардов лет? По факту же мы не знаем, сколько они живут и даже возраст Млечного пути доподлинно неизвестен (многие, в том числе и я, считают сомнительной теорию Большого взрыва). Допустим, цивилизация фонит (в среднем) в течение тысячелетия, а существует (в среднем) 10 миллиардов лет. Тогда период с излучением составит 1 к 10 миллионам периодов без излучения. Это значит, что в Млечном пути на одну фонящую цивилизацию может приходиться 10 миллионов нефонящих. Что автоматически означает, что в Млечном пути может существовать 10 миллионов цивилизаций, которые мы вряд ли обнаружим (по крайней мере, по их радиоизлучению) и одна фонящая где-нибудь в 30 тысячах св. лет, откуда её сигналы до нас уже точно не дойдут (а если дойдут, то исказятся межзвездной средой до нераспознаваемого уровня). А может получиться и так, что на момент наблюдений чисто случайно, с вероятностью примерно 1 к 3, в Млечном пути вообще не окажется ни одной фонящей при 10 миллионах нефонящих.

[Line 2]

Жалкий мегават если размазать по диапазону 10 раз изменения частоты - там плотность мощности на 1 герц будет весьма мала. Уже даже на гигагерце. А у промышленных хозяйственных излучателей ширина спектра весьма мала и потому там плотность мощности намного больше.

Межзвездная среда с легкостью размажет сигнал по частотам (расширит частотный диапазон) и сделает его больше похожим на шум. Вон у пульсаров какой широкий диапазон частот и импульсы "прыгают", и эти "прыжки" объясняют как раз воздействием межзвездной среды. Исходно у них может быть узкий частотный диапазон и четкие импульсы, и возможно, это даже искусственные объекты. Это во-первых. А во-вторых, мощность современных твердотельных радаров очень мала (меньше 1000 Ватт, вплоть до 25 Ватт) при сохранении большой дальности действия (в том числе, больше 100 км) и эффективности. Такой сигнал уже наверняка утонет в естественных космических шумах. А дальше могут появиться ещё более энергоэффективные разработки, и радиофон цивилизации может стать очень слабым. По крайней мере, я стараюсь быть оптимистом в данном вопросе и считаю. что будет именно так. Экстенсивного развития с потреблением всё большего количества энергии и ведением войн, надеюсь, не будет. Развитие будет направленно на рост энергоэффективности и распространение технических инноваций. Общество потребления сменится обществом разума (ноосферой).

[Ph_user]

Солнце излучает в любом диапазоне эл-маг колебаний, как передатчик минимум 1 МВт.

Еще пример достаточно безконечной слабости мощности излучения радио целой большой системной звезды - бытовое телерадиовещание. Только бытовые спутниковые антены могут быть забиты помехами от звезды. А метровые-дециметровые диапазоны с очень малонаправлеными антенами без заметности помех от системной звезды работают даже на краю зоны приема. Вот нету чтобы днем прием был хуже ночи. Хотя ночами системная звезда закрыта планетой и помех от нее должно быть меньше (хоть как-то заметно меньше). Ну тут еще работает разница по удалению - от передатчика на сотни ват - киловаты до приемника обычно до десятков километров. А до звезды 1.5е8 километров. Ну разница в 1.5е7 раза - но заметности помех нету даже на десятые доли децибела имхо на мв и дмв диапазонах.

Что такое полвека (и даже тысяча лет) для цивилизации, существующей, скажем, 10 миллиардов лет? По факту же мы не знаем, сколько они живут

Цивилизации месной планеты живут порядка веков (слабые порядка десятков веков). Это вроде еще разрешеная властями правда истории. И ее даже принудительно учат в школах.

Межзвездная среда с легкостью размажет сигнал по частотам (расширит частотный диапазон) и сделает его больше похожим на шум.

Если дать команду роботу считать формулу шенона и формулу шума приемника в этой же полосе частот - там можно увидеть как работа одинаковой мощностью и в очень узкой и в очень широкой полосе меняет скорость в канале раза в 2 и все. Вопрос полосы частот в герцах это вопрос подбора-перебора на стороне приемника (когда там есть чем считать математику и есть на это время устраивающее хозяев системы). Может правильнее вместо полосы частот в герцах печатать про битовую скорость в канале. Принять 1 бит за 1 век можно гораздо дальше относительно мегабита в секунду при одинаковой мощности излучателя (эиим) и усилении приемной антены. А тут пока что задача обнаружения сигнала это задача 1 бита примерно.

так как выделить один искусственный сигнал (параметры которого нам заведомо неизвестны) из шума других аналогичных, но имеющих земное происхождение, это, наверно, в лучшем случае непростая задача.

Тут скорее наобормот все сильно проще - месные помехи намного мощнее межзвездных и их можно просто записывать с мелкой месной антены в отдельный файлик. И количество месных помех на (сверх)малых скоростях передачи тоже очень мало. Это на мегабитах в секунду светят всякие там 1..5+ милиардов телефонов на карманах у приматов. А на скоростях в 1 бит за заметные доли века работают только мало излучателей да еще и с натуральными модуляциями типа вращения планеты вокруг оси и вокруг звезды с учетом наклонения оси вращения относительно орбиты вокруг звезды и периода обормота вокруг звезды. Просто такие малые скорости передачи мало кому нужны через радио на размерах одной планеты. Если кому надо переслать 1 бит за 0.5 века - это можно почтой вместо радио.

Ну и + у месных помех нету (или очень мала вероятность) совпадения натуральной космической модулированости с джоулями с другой планеты у другой звезды (или между звездами) от вращения другой планеты вокруг своей оси и вокруг другой звезды. Потому внутри сообразного математического приемника вес этих помех будет быстро падать уже через десятые доли века приема (записи байтов) у месной звезды.

Разница между бытовым внутри поселения мегабитом в секунду и битом за век порядка 3е15 раз по скорости вроде. И этим можно заметно скомпенсировать размер приемных антен для межзвездных определений наличия передач на такой скорости. Мегабит в секунду с башни в поселке летает до леса километров на 5..10. До соседней звездной системы примерно 4е13 километров - разница всего в 4е12 раз. Вполне запасик может есть.

[gan]

 

(кликните для показа/скрытия)

 📡 Предельная дальность радиосвязи в космосе: технические ограничения и астрономические масштабы

 **Аннотация** 
В статье рассматриваются предельные возможности современных радиотелескопов (FAST, SKA) и передающих систем (от Voyager до мощных радаров) по обнаружению техногенных радиосигналов в космосе. На основе закона обратных квадратов и известных характеристик антенн и передатчиков оценивается, какая часть галактики находится в зоне потенциальной радиослышимости. Делается вывод о фундаментальной ограниченности радиосвязи как средства межзвёздного обнаружения.

 1.

Поиск внеземных цивилизаций часто опирается на идею обнаружения их радиосигналов. Однако физические ограничения — мощность передатчика, направленность антенны, чувствительность приёмника и космический шум — резко ограничивают дальность такой связи. Даже сигналы от аппаратов *Voyager*, мощностью 25 Вт, едва уловимы с расстояния 150 а.е. (~0.0024 св. лет) при помощи сети DSN.

 2. Методика оценки

Используется масштабная формула:

\[
R_{\text{max}} = R_0 \cdot \sqrt{ \frac{P_{\text{emit}} \cdot S_{\text{recv}}}{P_0 \cdot S_0} }
\]

где:
- \(R_0\) — базовая дальность (150 а.е.)
- \(P_0\), \(S_0\) — мощность и чувствительность системы Voyager + DSN
- \(P_{\text{emit}}\), \(S_{\text{recv}}\) — параметры альтернативных систем

 3. Результаты расчётов

| Условия | Дальность | Кол-во систем | Примеры |
|---------|-----------|----------------|---------|
| FAST + 25 Вт | ~0.03 св. лет | 0 | Только Voyager |
| FAST + 25 кВт | ~1 св. год | 1 | Солнце |
| FAST + 2.5 МВт | ~8 св. лет | ~6 | Проксима, Альфа Центавра, Барнарда |
| SKA + 2.5 МВт | ~240 св. лет | ~5000 | Сириус, Тау Кита, Вега |

 4. Астрономическая статистика

- В пределах **16 св. лет** — ~56 звёздных систем 
- В пределах **250 св. лет** — ~5000 систем (оценка по плотности) 
- Всего в галактике — ~100 млрд звёзд

| Категория | Доля слышимого космоса |
|-----------|-------------------------|
| Случайные сигналы ≤25 Вт | 0% |
| Мощные сигналы + FAST | ~0.006% |
| Мощные сигналы + SKA | ~0.005% |

 5. Выводы

- Даже при **оптимальных условиях**, мы способны услышать **менее 0.01%** звёздных систем.
- **99.99% галактики — вне зоны радиослушания**, если сигнал не направлен прямо на нас.
- Случайные сигналы малой мощности **неуловимы даже от ближайших звёзд**.
- Радиосвязь — **узкоспециализированный канал**, пригодный только для направленных, мощных и длительных передач.



## 6. Импликации для SETI

- Поиск техногенных сигналов требует **знания частоты, направления и кодировки**.
- Вероятность случайного перехвата — **крайне мала**.
- Эффективный поиск возможен лишь в пределах **сотен световых лет**, при условии направленного сигнала и высокой мощности.



 7. Ограничения по шуму: физика приёма сигналов из глубокого космоса

 📡 7.1 Космический радиошум

Любой радиотелескоп работает на фоне **естественного космического шума**, который включает:

- Фоновое излучение галактики (10 MHz – 10 GHz) 
- Реликтовое микроволновое излучение (~2.7 K) 
- Излучение Солнца, планет, пульсаров, квазаров 
- Атмосферные шумы (для наземных телескопов)

> Даже в "чистых" диапазонах, уровень шума составляет **от -100 до -130 dBm**, что соответствует **пиковаттам** мощности.

---

### 🔬 7.2 Шум приёмной аппаратуры

Даже если космос молчит, **приёмник сам шумит**. Основные источники:

- **Тепловой шум транзисторов**: 
  \[
  P_{\text{noise}} = k T B
  \]
  где \(k\) — постоянная Больцмана, \(T\) — температура, \(B\) — ширина полосы.

- **Шум коэффициента усилителя**: 
  Современные малошумящие усилители (LNA) имеют шумовую температуру от **20 до 100 K**, что соответствует **-120…-130 dBm**.

- **Фликкер-шум и фазовый шум**: 
  Особенно критичны при приёме узкополосных сигналов с высокой стабильностью частоты.

 Доплеровские смещения: динамика частоты в межзвёздной радиосвязи
📉 8.1 Природа эффекта
Доплеровское смещение возникает, когда источник сигнала движется относительно приёмника. В контексте космоса это означает:

Смещение частоты сигнала в зависимости от относительной скорости


 Источники смещения
Орбитальное движение Земли (~30 км/с)

Собственное движение источника (звезды, аппараты — до сотен км/с)

Гравитационные поля — вызывают гравитационное красное смещение

Ротация планет и звёзд — влияет на ширину спектра

📡 8.3 Влияние на приём
Смещение может составлять десятки кГц для сигналов в диапазоне GHz

Без компенсации, приёмник не попадёт в полосу сигнала

Особенно критично для узкополосных сигналов (например, Voyager — ~8.4 GHz)

Методы компенсации

Эфемеридные модели — расчёт движения источника и приёмника

Динамическая подстройка частоты — в реальном времени

Длинная интеграция с частотным сканированием — при поиске неизвестных сигналов

Машинное обучение — для предсказания смещений в SETI-проектах.

 🛠️ 7.3 Методы снижения шума

- **Криогенное охлаждение усилителей** — до 4 K, снижает шумовую температуру до 5–10 K 
- **Узкополосные фильтры** — уменьшают интегральный шум 
- **Корреляционная обработка** — массивы антенн + длительная интеграция 
- **Синхронная демодуляция** — при известной частоте и кодировке


🚀 7.4 Сложности приёма сигналов из глубокого космоса

- Сигнал ослабевает как \(1/R^2\), а шум — постоянен 
- Даже направленные сигналы становятся неразличимыми при мощности <100 Вт и расстоянии >1 св. года 
- Дрейф частоты требует компенсации 
- Наблюдение должно длиться **часами или днями**, чтобы накопить энергию сигнала

 🧠

Даже при идеальной направленности и высокой мощности, **шумовая граница** приёмной аппаратуры и космоса ограничивает дальность приёма. Без охлаждения, корреляции и знания параметров сигнала, **даже ближайшие звёзды становятся радионевидимыми**. Это фундаментальное ограничение, которое делает **радиосвязь в космосе — искусством борьбы с шумом**, а не просто вопросом мощности.

Мечта о межзвёздной радиосвязи — это, строго говоря, технически допустимая форма романтизма

[Trend]

Но пока кроме политиков-пенсионеров войной никто особо не интересуется

Самые агрессивные сторонники войны мне попадались среди родившихся в 80-ых годах.

Могу сказать по своему городу, что шпаны совсем не стало, а раньше сидели чуть ли не на каждом углу и часто вели себя довольно агрессивно

Если в крупном городе жить и не ездить по остальной стране, то может и так. Я когда за пределы Питера выезжаю, то этой гопоты навалом вижу. А еще и часть из них пока отсутствует, потому что контракт подписала.

Либо использование других видов связи с определенного этапа освоения космоса (от лазерной до неизвестных нам типов и форм), либо снижение мощности радиоизлучения, вследствие технологического прогресса (повышение чувствительности принимающих устройств).

Если у инопланетной цивилизации родная планета общается со своей колонией, то вообще непонятно зачем им использовать радиосвязь вместо лазеров. Другое дело как происходит общение с аппаратами отправленными на межзвездные расстояния (то есть побольше чем у Вояджеров). У Мильнера этого тоже проект шит белыми нитками не только из-за эрозии межзведной среди, но и из-за того как эти микрозонды обратно будут отправлять информацию.

[Ph_user]

сигналы от аппаратов *Voyager*, мощностью 25 Вт, едва уловимы с расстояния 150 а.е. (~0.0024 св. лет) при помощи сети DSN.
 2. Методика оценки
Используется масштабная формула:

Там начали с отсутствия логики - системы радиосвязи правильно спроектированые на нужное удаление исправно работают. Просто во времена запуска вояджеров отсутствовали потребности в работе от соседней звезды и леталки просто улетели за проектную дальность передачи на той проектной скорости той мощностью той антеной. Строители вояджеров сами плохо знали до куда они уже смогут долететь пока еще могут излучать.

Взяли исходно правильно запроектированую радиосистему исправно рабочую и растянули ее за проектные пределы (в разы ?) и теперь оно стало уже плохо работать. На этой основе делают выводы о проблемах при дальности.

Ну а каких-то особых излишеств по площадям приемных антен в очередной дохнущей цивилизации со времен запуска вояджеров мало успели построить. И
во времена запуска вояджеров там сразу проектировали прием на самые большие уже тогда построеные антены дсн вместо комнатных.

Теперь на них пока еще передают могут вести тренировки на прием издалека. Хотя также можно просто ловить отражение от камней месной звездной системы (годно удаленых чтобы двойной проход волны до камня и обратно был заметно дольше длины символа).

Межзвездное и остальное внутригалактическое радио вмеру малыми мощностями и антенами это просто достаточно малые битовые скорости. В добавок к достаточно долгому пингу.

Для тренировки обучености в радио надо дать задание спроектировать и построить систему радиосвязи между комнатными антенами на планетах у разных звезд при бытовой мощности порядка сотни вт (чтобы соседей в соседних комнатах меньше греть). И оценить достижимую скорость передачи.

Из вики - Основная миссия космической программы «Вояджер» заключалась в исследовании Юпитера и Сатурна. До сатурна всего (из вики) Расстояние от Сатурна до Земли меняется в пределах от 1195 (8,0 а.е.) до 1660 (11,1 а.е.)  - и вот с этих удалений надо было принять нужные биты в нужном количестве. А к 2025 от р.х. оно уже на 150ае улетело и еще слышно.

"Современные малошумящие усилители (LNA) имеют шумовую температуру от **20 до 100 K**, что соответствует **-120…-130 dBm**"

Уже к концу 199х можно было пойти на рынок во вмеру большом городе и купить там мшу на 15кельвинов при реальной температуре вещи 300+ кельвинов. Ну и шум для радио существует в какой-то полосе частот и без указания полосы эти ваты мало смыслены. Все это намекает на плохое умение в радио составителей текста.

"Наблюдение должно длиться **часами или днями**, чтобы накопить энергию сигнала"

Можно удлинить до веков+. Ну если принимающие сами думают жить сравнимо долго. И описаные проблемы стабильности частоты это проблемы  приемников малой цены. Если ввалить в цену - там все можно решать подбором-перебором. Главная выгода - вмеру могучую математику можно построить быстро и внутри одной звездной системы вместо перелетов между звездами даже на скорости света. Нвидия этому помогает производством все больше микросхем для математических решений.

Другое дело как происходит общение с аппаратами отправленными на межзвездные расстояния (то есть побольше чем у Вояджеров). У Мильнера этого тоже проект шит белыми нитками не только из-за эрозии межзведной среди, но и из-за того как эти микрозонды обратно будут отправлять информацию.

Дык надо чаще давать дитенышам в 2025 домашние задания - спроектировать и изготовить систему передачи битов между комнатными антенами при мощности 1 вт
1. в разных комнатах
2. в разных городах
3. на разных планетах
4. у разных звезд
5. в разных галактиках

Уровни задания 1..2 уже порядка детсада. 2..3 - порядка средней школы. Уровни 4..5 - уже больше к вузу ближе.

[Line 2]

Принять 1 бит за 1 век можно гораздо дальше относительно мегабита в секунду при одинаковой мощности излучателя (эиим) и усилении приемной антены.

Но мы же не будем в течение века смотреть телескопом в одну и ту же точку. Да и сам сигнал постоянно меняет направление из-за вращения планеты с излучателем и других причин.

[Line 2]

И количество месных помех на (сверх)малых скоростях передачи тоже очень мало.

Как вариант может быть отражения земного излучения от поверхности Луны, искусственных спутников или астероидов обратно на Землю, и там могут уже получиться какие-нибудь обрывки едва заметного сигнала, да ещё и со сдвигом по частоте. Причем как я понял, сигналов с дрейфом частоты обнаруживают довольно много, но почему-то всё равно списывают на земные помехи.