03.04 功率20瓦,距離211億公里,旅行者1號的信息是如何傳回地球的?

尹家俊


還能怎樣傳遞,當然是最普遍的電場波攜帶信息,旅行者一號是美國宇航局研製的一艘太陽系外的空間探測器,其發射時間是在1977年的9月5日,到現在已經有41年了,因此在我們眼裡旅行者一號就是一個老古董,但是它確是目前為止距離地球最遠的人造航天器,所以旅行者一號一定有一些特別的地方,


1.眾所周知,目前信息的傳遞基本上都是通過電磁波來傳遞的,旅行者一號發送,處於主動地位,地球接收,處於被動地位,既然是電磁波,那麼必然存在能量的損耗,但是太空環境不比地球,稀薄的氣體分子對電磁波的阻礙作用是非常小的,雖然旅行者號上的發射機功率只有十幾瓦,甚至比我們地球上的基站或者車載電臺都要小,且當時用在該探測器上的內存也只有68KB,


2.這一切看起來都非常落後,但是他的壽命卻是無可挑剔的,除了科研人員為它裝上的核電池之外,其中還配有放射性同位素溫差發電機,這些可以保證探測器的正常運作,發射機的天線也有3.7米,這就會造成有能力傳送信息但是卻很慢的尷尬現象,但是不要忘了,雖然速度慢,人類卻有充足的時間等待這些信息,

哪怕是一個字節一個字節的發送,人類終有一天會接收到,同時地面上的信號接收系統可以做到很先進,哪怕是一點點微弱的信號也可以放大,你也可以想想,電磁波從地球傳送到月球大概需要一秒,那麼在太陽系單位內的話利用電磁波來傳遞信號還是行得通的,人類要做的就是耐心地接收這些信號。


恆星之力


依賴旅行者一號上的3.7米高增益天線,將信號放大傳輸,正對地球方向,而且信號頻率高達8GHz,這個頻段幾乎沒有干擾,地面上有著深空通訊網絡(DSN),這是專門服務於遠離地球的一些探測器的,它們處在世界上不同的三個位置,一處在西班牙馬德里,一處在澳大利亞首都堪培拉附近,一處在美國本土加州金石。這樣的分佈位置,可以不受地球自轉的影響,時刻都可以保持與旅行者一號的聯繫。

地面上的接收站天線直徑達70米,可以放大旅行者一號發射過來的信號,足可以放大數億倍,這樣的話,即便旅行者一號上的信號發射功率只有20瓦,也可以接收到信號,雖然傳輸的比較慢。

到如今的話,旅行者一號現在發射信號,得等19.6個小時才可以抵達地球上,被天線接收到,此時的旅行者一號已經處在太陽風所能影響到的最外圍了,但距離飛出假想中的奧爾特雲還有很長的路要走。

不過,它的電量快用完了,應該是可以撐到2025年的,等到電量用完時,它就與人類失去聯繫了,旅行者一號給人類帶來了太多的驚喜,使人類認識到自身的渺小。


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