旅行者号距地约233亿公里,靠什么与地球保持通讯?

旅行者号距地约233亿公里,靠什么与地球保持通讯?

首页模拟经营七千兆亿的星空更新时间:2024-08-03

2011年2月,研究人员确认旅行者一号已踏上太阳系边缘与星际交界之处。难忘的是旅行者一号早在1977年9月5日就由NASA发射升空,当时飞行器距地球约233亿公里。历经近半个世纪,旅行者一号依然在接收来自地球的信号,究竟是何原因让其保持连接?

·首先解读一下"旅行者一号"的历程。1977年9月5日,美国航空总署首度推出旅行者一号。两年之后它到达木星附近,捕捉到木星背面的灿烂极光,随后借力木星引力推动。

1980年旅行者一号顺利抵达土星周围,展现出土星环及其众多卫星的壮丽景象,尤其是土卫六,并在此过程中向地球发回上万张颜色斑斓的图片。但受引力作用旅行者一号偏离既定轨道,因此NASA决定派遣旅行者二号进行天王星和海王星的探测。至此旅行者一号的任务告一段落,开启了无休止的星际之旅。

2011年2月再次刷新纪录,旅行者一号抵达太阳系边界地带,按照当前速度预计在几十万年后抵达另一个恒星系统。

·其次探寻旅行者一号如何与地球保持联系。旅行者一号作为人类迄今为止发射的最远的星际飞船,距离地球近233亿公里,且自诞生至今已有近50年历史。它是怎样保持与地球的联络?

→其一,精确与稳定的陀螺仪与抛物面天线。旅行者一号内置高精度陀螺仪,确保天线保持对准地球的角度。此外大型抛物面碟形天线为其增加稳定性,犹如一口巨大的锅。

→其二,稳定可靠的无线电通讯。通过将各种信息调制在无线电波中,实现语音、文字、图像等信息传输。旅行者一号采用的通信频率分别为2.3GHz与8.4GHz,高频波段允许多种信息并行传送,提高了传递效率。

→其三,深空通信网。NASA的全球三座"地球黑盒子"是"深空通信网"的重要组成部分。大天线阵列包括美国、西班牙、澳大利亚的射电望远镜大锅,地球纬度对应120°。旅行者一号与地球距离223亿公里,信号薄弱,电磁波强度仅为4.17x10-26W/m^2起始值的63兆兆亿分之一。

→四,核能电池。常规电池如锌锰干电池、锂电池、镍氢电池、铅酸电池等都无法支持旅行者一号长期运行,因此NASA选择使用核能电池。

旅行者一号共有三个核子电池,以钚-238为核心放射源,通过物质衰变产生热能,再将热能转换成飞船所需电能。电池组安装于吊杆之上,初期提供470瓦电力,随时间推移逐渐减弱,截止1997年已降至335瓦。遗憾的是,该装置预计将于2025年寿终正寝,届时也将终止对旅行者一号的接收。

自人类文明伊始,人类便对星空怀揣好奇心,想探究其中是否存在外星生命。尽管旅行者一号主要任务为研究木星和土星,但它还搭载着一枚包含地球文明信息、太阳系精确位置以及脉冲星数据在内的黄金光盘。倘若这些信息被外星生物截获并破译,恐怕会暴露地球的存在及其所在太空区域的具体坐标。

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