03.04 功率20瓦,距离211亿公里,旅行者1号的信息是如何传回地球的?

尹家俊


还能怎样传递,当然是最普遍的电场波携带信息,旅行者一号是美国宇航局研制的一艘太阳系外的空间探测器,其发射时间是在1977年的9月5日,到现在已经有41年了,因此在我们眼里旅行者一号就是一个老古董,但是它确是目前为止距离地球最远的人造航天器,所以旅行者一号一定有一些特别的地方,

1.众所周知,目前信息的传递基本上都是通过电磁波来传递的,旅行者一号发送,处于主动地位,地球接收,处于被动地位,既然是电磁波,那么必然存在能量的损耗,但是太空环境不比地球,稀薄的气体分子对电磁波的阻碍作用是非常小的,虽然旅行者号上的发射机功率只有十几瓦,甚至比我们地球上的基站或者车载电台都要小,且当时用在该探测器上的内存也只有68KB,

2.这一切看起来都非常落后,但是他的寿命却是无可挑剔的,除了科研人员为它装上的核电池之外,其中还配有放射性同位素温差发电机,这些可以保证探测器的正常运作,发射机的天线也有3.7米,这就会造成有能力传送信息但是却很慢的尴尬现象,但是不要忘了,虽然速度慢,人类却有充足的时间等待这些信息,



哪怕是一个字节一个字节的发送,人类终有一天会接收到,同时地面上的信号接收系统可以做到很先进,哪怕是一点点微弱的信号也可以放大,你也可以想想,电磁波从地球传送到月球大概需要一秒,那么在太阳系单位内的话利用电磁波来传递信号还是行得通的,人类要做的就是耐心地接收这些信号。


恒星之力


依赖旅行者一号上的3.7米高增益天线,将信号放大传输,正对地球方向,而且信号频率高达8GHz,这个频段几乎没有干扰,地面上有着深空通讯网络(DSN),这是专门服务于远离地球的一些探测器的,它们处在世界上不同的三个位置,一处在西班牙马德里,一处在澳大利亚首都堪培拉附近,一处在美国本土加州金石。这样的分布位置,可以不受地球自转的影响,时刻都可以保持与旅行者一号的联系。

地面上的接收站天线直径达70米,可以放大旅行者一号发射过来的信号,足可以放大数亿倍,这样的话,即便旅行者一号上的信号发射功率只有20瓦,也可以接收到信号,虽然传输的比较慢。

到如今的话,旅行者一号现在发射信号,得等19.6个小时才可以抵达地球上,被天线接收到,此时的旅行者一号已经处在太阳风所能影响到的最外围了,但距离飞出假想中的奥尔特云还有很长的路要走。

不过,它的电量快用完了,应该是可以撑到2025年的,等到电量用完时,它就与人类失去联系了,旅行者一号给人类带来了太多的惊喜,使人类认识到自身的渺小。