旅行者一号距离地球226亿公里,到底是如何与地球通讯的?
在上个世纪的6、70年代,是人类探索太空的鼎盛时期,当时,美国和苏联为了争夺 航天实力的最高地位,展开了一系列的太空竞赛。他们纷纷耗费巨资,向近地轨道和月球实施载人飞船,以及对太阳系各大行星发射 无人探测器。在这期间最让人轰动的,可以说莫过于1969年阿波罗11号登陆月球,阿姆斯特朗更是成为了第一个踏上月球的人类,它在的登陆那一刻说道:这是我的一小步,却是人类的一大步。
其实在整个太空竞赛中,除了阿波罗登月,还有一件事足以让人类载入史册,那就是美国发射的旅行者号探测器
当时科学家发现,太阳系的行星将会遇到176年一遇的特殊几何排列,也就是说探测器只需要少量燃料以作航道修正,便可以利用行星引力弹弓效应加速 ,对各大行星依次进行探测,由此旅行者一号和旅行者二号孕育而生!
在1977年,两艘无人探测器相继升空,开始了前往探测行星的任务,旅行者一号则率先一步造访木星和土星,但在探测土卫六时由于变轨失败,随即终止了继续探访其余两颗行星, 并向太阳系外飞去。
如今旅行者一号已经飞行了40多年,距离地球约226亿公里,而且目前还在以17km/s的速度继续增加,现在地球呼叫旅行者一号的需要飞行20小时31分才能被接受到,而旅行者一号发送的数据也需要同样长的时间才能传回地球。
那么到底是什么样的技术,让旅行者一号飞行了长达40多年,依旧可以和地球保持联系呢?
答案是旅行者一号的高频段通讯,为了使无线电信号传输到地球,旅行者一号的通讯频率选择了8GHz频段,这个频段干扰极少,能最大程度保障信道的畅通无阻,由于旅行者一号身上设计了一个直径长达3.7米的高增益天线,在高精度陀螺仪的帮助下,可以始终对准地球。
不过旅行者一号的信号飞行20多小时到达地球后已经十分微弱,因此NASA还在地球上建设"深空网络系统",深空网络会对信号进行放大处理而后再开始进行分析,也就是说旅行者一号在天线功率只剩20瓦的情况下,地球依然能接受到它发来的数据,只是旅行者一号目前的传输速度只有1kb/s,即便发送一兆数据也需要花费几十个小时
随着工作年限越来越长,科学家估计旅行者一号身上的核电池会在2025年左右完全耗尽,到那时将彻底与地球失去联系,然后独孤的在宇宙中飞行,大约飞行4万年后略过临近恒星,这意味着旅行者一号将成为一个再也无法回头的"旅行者"
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