美国旅行者号已经飞离地球150亿公里以上,靠什么给地球传回照片

旅行者一号采用的能量来源与其他的探测器不同,它采用的是核电池,因而能够在距发射41年依然有足够的能源来提供探测器,向人类传输信号。旅行者一号是1977年出发的,目前已经是离地球最远的人造飞行器。旅行者1号是以三块放射性同位素温差发电机作为动力来源。这些发电机已经大大超出了起先的设计寿命。

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预计到2025年探测器上携带的核电池的核燃料将被耗尽,到时电源因无电力,将会停止拍太空照片送回地球。由于发射成本高,在制造探测器时,携带的各种仪器设备要求重量轻,无维修,无故障,使用寿命长,对微型化技术和制造工艺要求都很高,其难度不是外行人所能理解的。至于发送照片回地球的技术问题,探测器上面的设备还是原来的设备,发射功率还是原来的功率,主耍技术困难是,由于距离很远,经衰减后,信号已经很微弱,接收信号很困难。

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旅行者号是怎么拍摄照片的呢?旅行者1号,白色的大锅一样的就是3.7米的高增益天线。无线电波的接受和发射需要用天线,旅行者号上带有专门设计的高增益天线,这面天线是抛物面形的,直径有3.7米,可以把无线电信号集中在某特定的方向上,这样可以花费较小的能量发射较强的信号。但是无线通信信号的衰减就与传输距离成对数正比关系,探测器越往深空进发,距离地球越来越远,对测控通信质量的要求也越来越高,同时信息传递的延时也会越来越严重。美国科学家想到的办法,第一是用直径尽量大的抛物面天线接收信号,第二就是用多个小型天线组成天线阵的方法来提高信号传输的效率。

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虽然无线电波的传播速度也是光速,每秒可以行进30万公里,但由于距离相隔遥远,无线电信号需要十几个小时才能从探测器上传回地球。信号延迟并不是主要问题,信号衰减才是最大的问题。在这么遥远的距离下,探测器想要与地球取得联系绝非易事,因为信号在空间中传播,信号强度与距离平方成反比。旅行者号上的无线电信号发射机的功率仅有20瓦左右,相当于普通冰箱灯泡的功率。当旅行者号传回的信号到达地球时,功率衰减到仅为100万亿亿分之一瓦,为了探测到这种极度微弱的信号,还专门建造了深空网络,这样地面控制中心可以实现对旅行者号的信号接收与发射。

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