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旅行者號外太陽系空間探測器分別有姊妹兩隻，分別是由NASA在1977年的9月5日和8月20日發射升空，至今已經過去了41年。旅行者一號和二號都早已經完成了各自的探索任務，目前已經飛到了狹義上的太陽系邊界-太陽系最外層,太陽影響範圍與星際介質之間的位置。旅行者一號和旅行者二號沿著不同的路線，至今為止已經距離地球大約210億公里和175億公里。

整整41年過去了，兩隻探測器早已經是“強弩之末”，科學家推測旅行者1號的能源大約能維持到2025年左右，屆時將不會再和地球有任何的聯繫，所有的設備都將關閉，孤獨的飛往太空深處。

旅行者號隨著距離地球越來越遠，數據的傳輸時間也越來越長，以光速傳播的無線電信號，從旅行者一號往地球傳遞數據大約有19個小時的延遲。這只是一方面，最主要的是隨著距離的變化，信號衰減會越來越嚴重，在這樣大的距離下可以接收到旅行者號的數據是非常困難的。旅行者號上攜帶了專業的深空探測天線-高增益的拋物面天線，這樣可以放大信號。同時在地面上NASA也專門建設了用於深空探測數據傳輸網絡DSN，在多個國家都有直徑幾十米的天線存在。如下圖是位於美國加州戈德斯通的直徑70米的天線，可以和旅行者號互通數據。

旅行者號最可能的是在十年內，因能源耗盡關閉所有的設備，將會和我們失去聯繫，孤獨的飛向太空深處。希望未來的人類有一天可以再次找到它。

圖片皆來自網絡侵刪。

這裡是科學黑洞，不妨關注與點評一下。

科學黑洞

旅行者1號與其姊妹船旅行者2號攜帶的鈈電池(核動力電池)將持續到2025年左右。當電池耗盡之後，他們就再也無法向地球回傳數據！

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鎂客網

我這一篇回答的題目是“四十年的苦苦追逐，你仍回眸一笑”。

旅行者1號是於1977年發射升空的，到現在已有四十年之久。這架太陽系外空間探測器，重量僅僅為815kg，出發時他攜帶了地球上的人類對他的最美好祝願和憧憬，他同時擔負了尋找聯絡地外高級智慧的使命。它攜帶了一張金色唱片，裡面包含著55種人類的語言，27種不同文化的音樂，115幅影像。

圖 1. 旅行者1號由泰坦火箭攜帶發射升空

從出發到現在，它依次探訪了木衛四、土星、土衛六等一系列天體。

它很孤獨，因為它一直是孤身前行；它很高傲，因為它第一個衝出了太陽系。2014年9月13日，NASA正式宣佈，旅行者1號飛離了太陽系。

圖2. 在太空模擬實驗室中的旅行者1號

2017年，旅行者1號迎來了它四十歲的生日。在這特殊的一年，NASA的科學家、工程師們重新喚醒了旅行者1號已沉睡37年之久的推進器。

這條喚醒指令，就如同其他數據交流傳輸一樣，用電磁輻射的方式傳到了旅行者1號的接收器裡。歷時19個小時35分鐘，跨越了211億公里的星際空間。2017年11月28日發出的指令，直到11月29日即將過去的時候，NASA的工作人員終於收到了旅行者1號的回覆。它按照指令開啟了推進器，噴氣10毫秒，使得這一架遲暮之年的勇者得以繼續前行。

就像加加林第一個進入太空，阿姆斯特朗第一個 登上月球一樣，旅行者1號第一個衝出了太陽系，這足以讓它永留史冊。想象有一天，人類駕駛著星際飛船，航向了太空深處。可曾記得，旅行者1號是我們的領路人。到時候會不會頓生感慨，，“旅行者1號的征程不僅是一個探索時代的結束，更是新的探索時代的開始”。

圖3. 藝術家手中的旅行者1號

量子驛站

經過41年的飛行，旅行者1號與2號與地球的距離早就超過了15億公里，目前旅行者1號在210億公里之外，旅行者2號在175億公里之外。

旅行者號上攜帶的放射性同位素熱電機還在繼續工作，預計可以運行到2025年過。由於旅行者號上還有電力，所以它們每天還能通過無線電信號與地球上的控制中心保持聯繫。雖然無線電波的傳播速度也是光速，每秒可以行進30萬公里，但由於距離相隔遙遠，無線電信號需要十幾個小時才能從探測器上傳回地球。

然而，信號延遲並不是主要問題，信號衰減才是最大的問題。在這麼遙遠的距離下，探測器想要與地球取得聯繫絕非易事，因為信號在空間中傳播，信號強度與距離平方成反比。這意味著信號穿過巨大的空間到達地球時，將會變得極其微弱。為此，旅行者號上攜帶了一個專門用於深空通信的拋物面天線——高增益天線，並且該天線要始終對準地球。然而，這還遠遠不夠。

旅行者號上的無線電信號發射機的功率僅有20瓦左右，相當於普通冰箱燈泡的功率。當旅行者號傳回的信號到達地球時，功率衰減到僅為100萬億億分之一瓦，即10^-22瓦。為了探測到這種極度微弱的信號，NASA專門建造了深空網絡（DSN），這樣地面控制中心可以實現對旅行者號的信號接收與發射。

兩艘旅行者號的旅行還沒結束，它們正在飛往未知領域，它們去的地方是我們此前從未觸及過的。兩艘探測器還能發現新的東西，並且繼續傳給遙遠的故鄉——地球。在未來幾年，當旅行者號的電力中斷之後，與地球失聯的它們還將繼續遨遊在銀河系的星際空間之中。

火星一號

旅行者系列行星探測器，靠的自身大口徑拋物面天線和放射性同位素熱電機提供能源，而地面有NASA建造的深空探測網，對其回傳的微弱信號進行接受，併發送指令。

旅行者系列飛船從1977年於美國佛羅里達由人馬座火箭發射升空以後，就不斷探訪太陽系內其他的行星，它們飛離地球以後，通過自身的大口徑天線同地面無線電導航和監控系統保持聯繫，旅行者飛船攜帶的是直徑達3.66米的拋物面天線，在飛船持續的飛行過程中，拋物面天線始終會保持對準地面位置，以發送探測信息和接受地面操控指令。飛船所需的能源是由放射性同位素熱電機所提供，目前還在持續工作。從旅行者圖片上還可以看到它的攝像機等儀器，還有顯眼的金盤，上面記錄了地球的一些信息。

在地面上，對飛船的控制由美國NASA的噴氣推進實驗室來實施，NASA建立了大型的深空探測網，分別在加州，澳洲和西班牙進行監控，以保證地面探測站能對飛船進行持續的觀測和指令接受發送。地面站裝備了直徑64米的大口徑天線，用以追蹤飛船信號。在旅行者的飛行過程中，地面不斷優化了圖像數據壓縮編碼，減少數據量，同時地面的射電望遠鏡以及不斷改進的跟蹤站排陣，也為了接受飛船微弱信號，不斷進行增強性能。

由於旅行者需要對多顆行星進行探測，它的飛行軌跡會不斷受到行星引力的影響，所以旅行者需要依靠地面的通訊和控制指令，來啟動自身的微型火箭推行系統，來調整飛船的姿態和運行軌道。由於，旅行者飛行越來越遠，傳送和接受信息所需的時間越來越長，需要接近20個小時來收到回傳數據。

想想在遙遠宇宙的深空中，還有旅行者號在孤獨的飛行，不斷髮送信息給地球，而在電池耗盡之後，就會繼續失控的翱翔在太陽系的邊際。這種寂寥的心情需要配首什麼樣的背景音樂呢？

歡迎評論，關注量子實驗室。

量子實驗室

航行在太空深處的飛船靠什麼傳遞信號？

顯然不能像古希臘人那樣靠傳令兵去跑，不然每次通訊都要跑幾億次馬拉松；也不能靠喊，即使有這樣的大嗓門，太空中沒有空氣，喊了也聽不見；好在有一種叫無線電波的東西，可以通過調製加載信息，可以在真空中傳播，每秒還可以跑三十萬公里，是目前最好的傳遞信號的媒介。

旅行者1號，白色的大鍋一樣的就是3.7米的高增益天線。

無線電波的接受和發射需要用天線，旅行者號上帶有專門設計的高增益天線，這面天線是拋物面形的，直徑有3.7米，可以把無線電信號集中在某特定的方向上，這樣可以花費較小的能量發射較強的信號。

天線結構圖

為了互相通訊，地面上還要修建大型的接收站，比如旅行者號用的是美國的深空網絡（Deep Space Network）。深空網絡是專門針對空間任務的，所以它的天線要覆蓋全球，在美國加利福尼亞州、西班牙馬德里、澳大利亞堪培拉等地設有幾十米大小的無線電天線，這樣不管飛船飛到哪個方向都可以接受和發射信號。

位於美國加州的70米天線，深空網絡的一部分。

我們上網有帶寬限制，無線電通訊也類似的限制，所以信號要儘可能簡潔，比如能用文字和數字就不用照片，和我們為了省流量少傳或者不傳照片類似的，比如對信號和數據進行壓縮，相當於我們看小圖、縮略圖，比如把一時傳不完的數據存起來，有機會再慢慢傳，相當於我們掛機下載電影等大文件。這樣即使是遠在太陽系深處的飛船，也可以和地面進行通訊。

至於旅行者號的距離和位置，前面有答主已經說了，就不再重複了，最新的動態可以關注它的官網。

宇宙浩瀚無垠，個人水平有限，圖片來自網絡。如有疏漏，請多指教。

喬小海

美國旅行者號飛離地球不是15億公里，而是200多億公里了。但要說飛出太陽系現在還有爭議。天文學界對太陽系的範圍有不同的看法，一種看法是以冥王星為界，這樣太陽系的半徑為40個天文單位，約60億公里；一種是以柯伊伯帶為界，距太陽約100個天文單位，約150億公里；還有一種說法以奧爾特云為界，就是彗星的誕生地，也是太陽引力範圍，半徑約1光年。這三種說法，按前兩種，旅行者號就已經飛出了太陽系，按照後面太陽系半徑1光年的說法，還早著呢，目前才飛了21光時多點，按目前每秒約17公里的速度，旅行者號還要一萬七千多年才能飛出太陽系。

旅行者號雖然離開地球已經很遠了，人類不但還可以與它聯繫，而且還可以操控。美國航空航天（nasa）12月1日發表聲明，近日成功重啟了旅行者1號探測器一組休眠了37年的推進器。11月28日，nasa地面工作人員向旅行者1號發送了啟動軌道校正操作推進器的測試命令，這個命令傳送了20個小時後，從旅行者1號返回了信息，顯示軌道校正操作推進器工作正常。這次調整就是為了使白色的大鍋一樣的高增益天線始終對著地球，以利於接受和發送無線電信號。這個天線有著3.7米直徑的拋物面，使其能夠以較少的能量集中發射較強的信號。旅行者1號就是靠這個向地球傳回了海量的星空照片。

時隔37年還能在這麼遠的距離對旅行者1號進行準確的指令操控，證明了nasa指揮中心的高超操控能力和這臺探測器的精良持久。這臺探測器上還有四組這樣的軌道校正操作裝置，確保了今後一段日子姿態調整的需要。日前，旅行者1號繼續向深空飛去。據ansa通報，這個帶著錄有55種人類問候語的忠實的人類使者，它的電池將在2025年耗盡，人類再也無法收到它的消息。以後，就靠它自己自求多福的漂流了，如有幸遇到地外文明會受到怎樣的待遇，我們將不得而知。

時空通訊

旅行者一號是1977年出發的，目前已經是離地球最遠的人造飛行器，它已經進入太陽系最外層邊界，目前處於太陽影響範圍與星際介質之間。它設置了高增益天線來幫助它將信號集中 以期連續穩定的將信號傳回地球。

白色的大鍋一樣的高增益天線始終對著地球，以利於接收和發送無線電信號。這個天線有著3.7米直徑的拋物面，使其能夠以較少的能量集中發射較強的信號。旅行者1號就是靠這個向地球傳回了海量的星空照片。

旅行者1號是以三塊放射性同位素溫差發電機作為動力來源。這些發電機已經大大超出了起先的設計壽命。它能夠繼續飛行至2025年。一旦電池耗盡，“旅行者1號”將繼續向銀河系中心前進，再也回不來了。在此之後，它也不能傳輸照片了。

在2011年2月，就有跡象表明，“旅行者1號”已在之前某個時刻抵達了太陽系邊緣的“過渡區”，這個過渡區就是太陽系與星際空間最後的交界處。“旅行者1號”已抵達邊界處，也就是說，它將很快進入星際空間了。 一旦進入星際空間，“旅行者1號”將需要4萬年的時間才能抵達下一個恆星系。

1990年旅行者一號回望地球的時候，拍下了一張照片，地球在這張從40億英里外（64億公里外）拍攝的照片中，只是在粒狀照片裡的一個渺小“暗淡藍點”來。

天文學家薩根博士用詩人的語言寫道： 我們成功地拍到這張照片，細心再看，你會看見一個小點。再看看那個光點，它就在這裡。那是我們的家園，我們的一切。你所愛的每一個人，你認識的每一個人，你聽說過的每一個人，曾經有過的每一個人，都在它上面度過他們的一生。我們的歡樂與痛苦聚集在一起，數以千計的自以為是的宗教、意識形態和經濟學說，所有的獵人與強盜、英雄與懦夫、文明的締造者與毀滅者、國王與農夫、年輕的情侶、母親與父親、滿懷希望的孩子、發明家和探險家、德高望重的教師、腐敗的政客、超級明星、最高領袖、人類歷史上的每一個聖人與罪犯，都住在這裡——一粒懸浮在陽光中的微塵。

平原公子

答：旅行者一號靠自身攜帶的高頻率電磁波發射器，來給地球傳輸數據，目前發射功率只有大約20w。

旅行者1號，在1977年9月5裡升空，目前已經飛出了日球層，距離地球211.5億公里（2018年6月數據，並非題主說的15億公里），相當於0.0022光年，通訊時差19.6小時。

這麼遠的距離上，旅行者1號始終和地球保持著聯繫，旅行者1號的電磁波發射器，目前功率只有20瓦左右，也就相當於一顆普通檯燈的功率，當信號傳到地球上時，已經衰減了數萬億倍。

之所以NASA還能接收旅行者1號的信號，和以下幾點措施有關：

（1）地面上使用高增益天線，直徑達70多米，能把接收到旅行者1號的信號放大數億倍；

（2）旅行者一號的通訊頻率高達8GHz，這個頻段上幾乎沒有任何干擾，也就是信噪比非常高；

（3）旅行者1號上，使用高精度陀螺儀對準地球；

因為距離實在太遠，所以和旅行者1號之間的通訊，也是存在很多缺陷的，比如：為了保證信息的正確率，傳送中使用大量糾錯碼，使得傳輸效率非常低，每秒的有效信息流不到1kb。

另外，旅行者1號採用的兩塊核電池，預計到2025年完全耗盡電力，到時候旅行者1號將完全失去和地球的聯繫。

然後旅行者1號會關閉所有科學儀器，憑著慣性飛出太陽系，預計7.3萬年後，會經過距離太陽系最近的恆星——比鄰星。

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艾伯史密斯

靠電磁波來傳送信號，由於目前旅行者一號已經太空飛行近41年，距離地球211億公里，因此每次的信號通訊都要延遲19.6個小時（也就是電磁波需要19.6個小時跨越211億公里）。

↓下面是旅行者一號的照片↓

其中那個白圓盤就是發送信號用的高增益天線，口徑3.7米，信號就是從這裡發回地球的。

旅行者一號從1977年升空，孤身突破太陽系，衝出了日球層，是飛的最遠的人造物體。

在2017年的時候，科學家為了慶祝旅行者一號四十週歲的生日，決定重啟推進器，信號從地球發出，經歷19多個小時，被旅行者一號接收，推進器成功噴氣10毫秒。

隨著年歲的增加，放置在旅行者一號身上的兩塊核電池也將用完，預計到2025年，旅行者一號將關閉一切儀器，獨自飛向宇宙深處，與人類永遠失聯。

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關鍵字: 美國 旅行者 地球