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發射近半個世紀,旅行者一號還沒失聯,用的什麼通訊技術?
2023/07/17

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很少有人知道,旅行者一號和二號有一個專屬網站,里面一直在記錄這兩架探測器和地球的 實時距離。

截至目前,旅行者一號距離地球238.76億公里,即22光時07光分21光秒,旅行者二號距離地球198.3億公里,即18光時25光分56光秒。

然而盡管距離如此遙遠,NASA卻還能和旅行者一號二號保持聯系,不論是在發射的1977年還是今天的2023年,旅行者系列探測器都從未失聯過,這就不得不引出一個問題了:旅行者系列探測器究竟用了什麼

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黑科技,能飛行46年還不失聯?

生活常識告訴我們,通訊難度會隨著距離的增加而增加,想在超長距離上保持通訊就兩個辦法,一是增大發射端的功率,二是增加接收端的靈敏度,因此NASA在設計旅行者探測器的時候首先就給它倆裝上了直徑3.7米的衛星天線,從外表上看去就像以前農村用的大衛星鍋,這樣一來不論是發射還是接收都能保持穩定。

而為了收到旅行者探測器從百億公里外發回的數據,NASA的工程師們在全球各地都建造了深空網絡系統,這個簡稱為DSN的系統

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由若干架直徑數十米的射電望遠鏡構成,它們均勻分布在全球各個地區,這樣一來即使地球自轉也不會跟探測器失去聯系。

然而在旅行者探測器高功率天線和地球上的深空網絡系統雙重協作下,NASA卻還是不能保證信道暢通,因為宇宙中的雜波實在是太多了。

在這種情況下,必須讓探測器的通訊頻段繞開大部分固有頻段才行,這樣一來探測器的發射功率不用很大,信息就能暢通無阻到達地球, 然后再由深空網絡放大數百萬倍提取信息,交給NASA的科學家們分析。

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目前NASA還在為澳大利亞的深空網絡系統進行升級,以確保未來能繼續聯系到旅行者一號和二號,因為這兩架探測器都已經飛出了日球層,除了它們外,升級后的深空網絡系統還能為其他深空探測器提供支持,比如日本當年發射的 隼鳥二號就是靠深空網絡才沒失聯的,最后成功著陸在小行星上也是依賴于此。

按照NASA科學家的估計,旅行者一號和二號雖然現在還沒失聯,但由于它們并沒有攜帶太陽能電池板,能源全靠核動力電池,所以在發射46年后的今天它們的能源已經消耗殆盡了,雖然能關閉的科學設備也已經都關閉了,但最晚到2030年旅行者一號和二號就會喪失全部電力,徹底與地球世界失去聯絡。

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屆時旅行者一號和二號只能靠生前每秒17千米的速度,沿著固定的軌道繼續向太陽系外側飛去,如果目前的太陽系形成理論沒錯, 大約3萬年后旅行者一號和二號就將飛出半徑1光年的奧爾特云,脫離太陽系正式進入星際空間,大約10萬年后旅行者一號和二號將到達比鄰星,也就是距離太陽最近的恒星。

至于旅行者一號和二號身上攜帶的鍍金圓盤唱片,上面雖然記載了地球的確切位置,但科學家普遍相信它不會引來外星人,因為最快幾百年后人類文明的飛船可能就能追上旅行者系列探測器并把它帶回來了,不論是鍍金圓盤唱片還是探測器本體, 最終很可能會成為太空探索博物館的展品。

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