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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
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
“旅行者1號”太空探測器，哪裡才止飛行15億公里？到2019年1月1日，它已飛出地球217億公里，早已飛離太陽系。這是目前為止，人造飛行器中，飛離地球最遠的。
“旅行者”太空探測器有兩個，即“旅行者1號”和“旅行者2號”，它們最初是為實施更為龐大的航天探測的“水手計劃”而設計的。2個探測器分別於1977年8月20日和9月5日發射升空，分別沿著相反的方向飛行。
兩個“旅行者號”，分別成功探測了木星、土星、海王星、冥王星、天王星及它們的部分衛星。它們發回的這些行星及其衛星的內部結構、氣象、磁場、星環、極光等等的資料，讓科學家們大吃一驚。比如，它們在木星的一顆衛星上，拍到了火山活動。
“旅行者1號”的發射時間是1977年9月5日。到1979年1月，它開始探測木星。到這一年的3月5日，它離木星的中心只有3.4萬公里，因此能拍下大量高分辨度的影像資料傳回地球。在此之前，人們從未發現木星的行星環。
1980年11月12日，在完成了飛越土星的初始任務後，“旅行者1號”成為5個達到逃逸速度的第三個人造飛行器，離開了太陽系。2012年8月25日，“旅行者1號”成為第一個跨越太陽風頂層進入恆星際空間的人造飛行器。
“旅行者1號”的核動力電池，設計使用到2025年。但是科學家們稱，在此之後的2－3年內，也就是說，在2028年前，兩個“旅行者”探測器裡面的所有科學儀器，依然能夠正常工作，還能向地球發射數據。電池用完以後，它們就與地球和人類再無關係，真正成為孤獨的星際行者。
1977年發射系列“旅行者號”航天探測器的目的，是為了探索外太陽系。兩個探測器發射相距16天，已運行了41年多，至今還在不停地傳回數據。
世界真的很大
旅行者號的設計最初是為了研究木星和土星的大氣層、磁層、衛星和環形系統，最終探索了我們太陽系的所有巨大的外行星、48個衛星以及這些行星所擁有的獨特系統和磁場。隨後擴大對海王星和冥王星軌道以外的空間區域的瞭解，現在他們正在尋找太陽影響不到的地方。現在是宇宙中最遙遠的人造物體，它將繼續返回重要的科學數據，直到它的電力和推進器燃料耗盡。
旅行者的位置
旅行者號
每個旅行者都配備了慢速掃描彩色電視來拍攝行星上的實時電視圖像，都攜帶了一套廣泛的儀器來記錄關於行星的磁、大氣、月球和其他數據。電力由安裝在吊臂末端的三臺氧化鈈放射性同位素熱電發電機(RTGS)提供。
目前旅行者號已經飛行了40多年，離地球約有200億公里的距離，為了將大量的地球指令發給探測器，以及探測數據和圖像傳送給地球，必須解決低數據率極遠距離的傳輸問題。解決方法是在探測器上採用數據壓縮、抗干擾和相干接收等技術，還須儘量增大無線電發射機的發射功率和天線口徑，並在地球上多處設置配有巨型拋物面天線的測控站或測量船。
旅行者號的通信系統包括一個直徑3.7米的拋物線碟形高增益天線。旅行者如果在外太空漂移，就有永遠失去聯繫和航天器會自動關閉的危險。為了防止這種情況發生，探測器配備了一套陀螺儀和16個聯氨MR-103推進器（八個主推進器和八個備用推進器），推進器在複雜的飛行中起著至關重要的作用，它們不僅確保航天器保持正確的軌跡，使其速度提高到足以到達下一個目標，並最終逃離太陽系，而且對於正確對準航天器天線和將其儀器指向正確方向，保證信息的收發。
通過地球上的三個深空網絡射電望遠鏡站點發送和接收無線電波。這三個巨大的無線電天線網絡，位於加利福尼亞州戈德斯通、西班牙馬德里和澳大利亞堪培拉附近，最大的天線直徑為70米，大約呈120度。
深空網絡射電望遠鏡FAST天眼
以後隨著旅行者號飛行的越來越遠，離開太陽系進入星際飛行，空間任務中的低功率發射機意味著當信息從外行星到達時，信號功率越來越低，深空網絡射電望遠鏡也就需要不斷升級和擴展來保證通訊。
旅行者1號在65億公里處拍攝的地球
hnyfkj
兩個旅行者是1977年的任務，至今已飛行了41年還在工作（放射性同位素電機），是人類發射的距離地球最遠的探測器。
它們利用了太陽系內175年才有的一次機遇，各大行星位置允許探測器能夠一次性造訪所有的外圍行星（木星、土星、天王星、海王星）。在設計、生產、製造旅行者的年代，日後徹底改變人類生活的CCD（Charge-coupled Device，感光耦合元件）雖然已經1971年在大名鼎鼎的貝爾實驗室研製出來，但還遠遠沒有到廣泛應用的地步。事實上，在80年代末，這種能將圖像信號高效數字化的集成電路處理技術才廣泛應用在天文學和航天觀測中。
但攝影拍照技術早就存在，一方面可以使用膠捲，但這個方案對於無法返回的航天器而言顯然不可行；另一方面就可以使用彼時已經很成熟的攝像管技術（Vidicon tube），在二戰前就已有研究。
在設計、生產、製造旅行者的年代，日後徹底改變人類生活的CCD（Charge-coupled Device，感光耦合元件）雖然已經1971年在大名鼎鼎的貝爾實驗室研製出來，但還遠遠沒有到廣泛應用的地步。事實上，在80年代末，這種能將圖像信號高效數字化的集成電路處理技術才廣泛應用在天文學和航天觀測中。
但攝影拍照技術早就存在，一方面可以使用膠捲，但這個方案對於無法返回的航天器而言顯然不可行；另一方面就可以使用彼時已經很成熟的攝像管技術（Vidicon tube），在二戰前就已有研究。
而與衛星應用相關的成熟光導攝像管技術早在1950年代就研製出來，核心原理是用被偏轉的陰極射線掃描受光輻射而成像的靶，最終將光信號轉變為與入射光強度相關的電信號。
這種技術早在水手系列任務中就已經非常成熟，水手系列共有10個，主要是太陽系內行星探測系列任務。從嚴格意義上講，旅行者一號和二號曾經也是這個系列的第11號和第12號，後來被改名。
甚至後來的伽利略（木星）、麥哲倫（金星）、卡西尼惠更斯（土星），也屬於水手項目的延續。
不過隨著二者離開最後一顆星球后，高耗能的相機留著已經沒有意義，現在它們完全沒有攝像和拍照功能，現有電力也不夠重啟。
旅行者一號和二號為我們貢獻了大量的美圖，尤其是天王星和海王星，這是人類第一次也是唯一一次看到。。。而且50年內也基本不會有任務再去了。
當年的兩個任務，在任何方面看，都是不可思議的黑科技。
而且它們直到現在還在工作（2018年6月30日）！
旅行者一號距離我們212億千米！
旅行者二號距離我們175億千米！
偉大的人類使者，繼續加油！
口藝人vlog
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
旅行者一號的中間有個大鍋蓋子，那個就是高增益天線，直徑為3.7米，就是靠著這個玩意與地球建立通訊的，工作的波段是無線電波波段，旅行者一號的發射功率只有20瓦，這就需要更加精準的操作了。
像地面上的天線與旅行者一號上的天線正好要正對著；
旅行者一號的發射頻率在8GHz，在這個頻率上，外界對信號的干擾會非常的少；
別忘了那個高增益的大鍋，這個很有用的，會將信號大大增強，地面上還有一口大鍋與它正對著，兩口大鍋正對著，就建立了之間的正常通訊了。
由於旅行者一號現在已經飛得太遠了，距離地球足足有211億公里，在如此之遠的距離上，發射一次信號單程就需要19個小時零35分鐘，發射信號肯定是你來我往的啊，這樣你來我往，往返就得需要花費39個小時了。
瞭解地面上與旅行者一號或者二號是如何建立通訊的，就得知道NASA曾經建立的深空網絡（DSN）了，目前深空網絡總共設置了三處通訊天線在世界範圍內，並且在地圖上呈現出120度分佈，一處在美國本土加州，一處在西班牙馬德里附近，最後一處在澳大利亞的首都堪培拉，為什麼這樣的安排呢？
當然是為了在地球自轉的過程中不耽誤接收信號呀，這樣就可以隨時與旅行者一、二號聯繫了。這些天線有大的也有小的，小的14米口徑，大的足足有接近70米的口徑。
2017年末，NASA又完成了一次壯舉，利用深空網絡DSN在美國加州的14米口徑的深空通訊天線成功喚醒了沉睡37年的旅行者一號推進器，證明相關儀器工作正常，這可是與遠在211億公里外的旅行者一號探測器進行交流啊。
不過，旅行者一號的電力快不行了，再撐個幾年就要永遠的與地球失去聯繫了，它將一直向著深空飛去。
科學船塢
旅行者號與地球間的通信如何維持？這就得談談DSN（Deep Space Network 深空網絡通信系統）了。
如果要問，在遠離地球數十億公里的地方，旅行者號怎麼把信息傳送給地球，那依靠的是旅行者號上的天線發射的信號與地球上接受信號的相關裝置間的互動了。
圖示：DSN號稱NASA之眼。
首先旅行者號當初就是為了極長的太空飛行時間而設計的，因此它攜帶了當時最先進的天線（直徑達3.7米的高增益天線）和電池，以及將天線對準地球的技術。除此之外，NASA有一個深空網絡通信系統（DSN），專門負責和這些遙遠的航天器之間進行信息聯繫。DSN是目前世界上最大，最靈敏的航天器通信網絡。它由三個深空通信綜合體組成，位於世界不同的地方，它們的位置允許與航天器之間的連續通信，不會受到地球自轉的影響而讓信號中斷。
既然，問題說到照片，那不得不提一張，旅行者號最出名的照片。
旅行者號最出名的照片之一：暗淡藍點
圖示：這張照片是1990年2月14日，由旅行者1號拍攝太陽系全家福的系列照片時的其中一張。當時旅行者1號距離地球已經遠達64億公里。
這張照片之所以著名，是因為它讓我們意識到，在宇宙不僅僅在太陽系的深空中觀察地球，地球也只是一個微不足道的小點罷了。地球在這張照片上甚至佔據不到一個像素點的大小。它就像我們打掃衛生時，漂浮在空中的一粒塵埃，但我們所有的愛恨情仇，都在這粒塵埃上，在被陽光照耀著，緩慢自轉著的塵埃之上。
而這張照片與阿波羅號拍攝的地球正好相映成趣，那張照片讓我們知道地球真的是個球，一個美麗的藍色的球。
旅行者號的最新新聞，是今年（2018年）11月15號的。
這次新聞說，旅行者2號，正在靠近太陽系的邊緣，至於旅行者1號，在2012年就已經接觸的太陽系外的星際空間了。另外，旅行者號距離地球的距離不是15億公里，無論1號還是2號，它們距離地球都在百億公里這個量級了，您可以到這個網站去實時查詢旅行者號的位置和距離。https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/status/。
圖中的距離單位是英里。
裸猿的故事
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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賽先生科普
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。
無線電波的接收和發射需要用天線，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。
