今年的4月24日是我國的第三個“中國航天日”，從1970年4月24日中國第1顆人造衛星東方紅1號發射成功到神舟飛船天宮二號，從長征系列火箭到飛向月球的“嫦娥玉兔”，我國的航空航天事業經歷了50多年的風風雨雨，幾代航天人堅定的信念與執著的努力，造就了中國人的飛天夢，也讓中國成為一個航天大國。
中國航天
但是我國發射的各類探測器最遠也就到達過月球，好在我國也公佈了一系列的深空探測計劃。從月球、火星到小行星、木星，在不久的將來，中國航天的腳步將不斷邁向深邃的太空。
說正題，著眼於人類的航天技術發展。自從1957年10月4日，前蘇聯發射了第一顆人造衛星，60年來，人類已經向太空發射了近5000顆大大小小的人造天體，其中絕大多數是圍繞地球運行的人造衛星，但是隨著航天技術的發展，在具備了對其他行星進行探測的能力後，在70年代發射了多顆深空探測器，包括先驅者10號，11號，以及旅行者一號與旅行者二號等，那麼問題來了，這些已經飛往太陽系邊緣的探測器是如何與地球保持“通話”的呢？
飛往太陽系邊緣的幾個探測器
簡單的說，就是電磁波，也就是無線電波來保持與地球的聯繫。就拿前幾年發射的木星探測器朱諾號來說吧，在探測器身上配有高增益天線（就是在某個方向上的輻射更為集中，定向性好），這個天線的發射功率大約為20瓦，是有點小了，那是因為飛行器的能源只能依靠太陽能和核燃料，所以各個設備都儘量設計的節能一些，天線也不例外。
朱諾號木星探測器 2011年8月5日發射升空
朱諾號巨大的太陽能板
但在接收端，就不能這麼“小氣”了，比如NASA動用的是深空網絡（Deep Space Network, DSN）這樣一個射電望遠鏡陣列，它的發射功率是根據探測器的距離來調整的，可以從20瓦到40萬瓦。但要接受來自深空探測器的信號，就必須把天線造的儘量大，我們知道，要維持正常通信，如果發射端信號弱，那麼接收端的信號收集能力就的強，反之，發射端的信號足夠強，接收端就可以弱一些，這稱之為“易互性”。好在天線都是建在地面上的，所以尺寸不太受限制，最長的天線直徑有70多米。天線不僅要求儘可能大，頻率也要儘量的高，這樣接收質量就會好一些，當然，還必須要有好的信號放大器和糾錯編碼。
位於美國，西班牙，澳大利亞組成的DSN
深空網絡在美國、澳大利亞、西班牙三地都建有大型天線矩陣，每個矩陣發射和接受範圍可達到120度，這樣的話三個矩陣就能保證在地球自轉時能夠接受到來自太空中任何角度的信號。這些就是遠離地球的飛行器與地面的通訊方式。
旅行者號依然在太陽系範圍內
但是，如果再遠一點的話，比如說飛出太陽系以後怎麼與地球保持聯繫呢？現在的回答就是，沒法聯繫，也就是失去聯絡。比如現在正在遠離太陽系的探測器都是在1977年造的，那個年代連jpg格式的圖片都還沒有呢，而信號的加工處理，硬件運算速度相比現在也都落後的很，所以這些探測器在完成對幾顆行星的探測任務後，其使命就是能飛多遠就飛多遠，直到失去聯絡。最初他們所用的電力是自身的太陽能發電設備，只要離太陽不遠，太陽能電池板還是能夠保障電力供應的，但是如果到達天王星軌道那個距離的話，太陽能板就沒啥作用了，這個時候探測器就會啟動其內部攜帶的核裂變發電機，你也許想不到的是，1977年發射的旅行者一號和二號的發電機設計壽命是到2020年才會用光，所以現在這兩個已經失去聯絡的探測器其實還在用微弱的功率向地球發著信號，只不過信號過於微弱，我們用現在的設備已經識別不出來了。
新視野號
再補充一點，最近飛向太陽系邊緣的探測器是還有在2006年1月19號發射的“新視野號”(New Horizon)，也有叫新地平線號的，經過了近10年的飛行，在2015年7月份，新視野號探測器代表人類第一次成功的近距離飛掠冥王星，獲得了大量寶貴數據，隨即便開始將這些數據陸續傳回地球。而新視野號飛掠時獲取的超過50GB的數據耗時15個月才終於全部傳回地球，算下來，平均傳輸速度只有不到2KB/秒，比其70年代發射的探測器傳輸速度沒有提高多少。你可以想象一下，50G的內容，也就夠你下載三四十部電影，卻要花費15個月，你會瘋掉的估計。所以說，與遙遠探測器的聯絡技術至今沒有質的突破。但人類對宇宙的探索是永無止境的，只要技術文明在發展，衝出太陽系，飛向星星大海就只是個時間問題。
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