作为人类迄今为止飞得最远的深空探测器,旅行者一号已处在距离地球239亿公里的位置。如此遥远的距离,人类是如何接收旅行者一号从遥远的太空发回的数据呢?
在宇宙的广袤舞台上,信息的传输往往需要经历长途跋涉,而在这个过程中,电磁波承担了至关重要的角色。
然而,宇宙的深邃广大,并没有为信息的传输提供中继器的庇护,因此,为了确保信号能最终抵达地球,我们不得不借助超强的通信设备。
在这一背景下,美国宇航局的旅行者一号探测器在信号传输技术方面,可谓是搭载了多种科技大招。首先,它选择了干扰较小的八千兆赫兹频段作为信息传输的通道,这是因为该频段在宇宙中传输信号的衰减相对较小,如同一条蜿蜒曲折但畅通无阻的高速公路。
为了更好地采集信号,旅行者一号更配备了一个直径达到3.7米的反射面高增益天线,像巨大的灯塔般矗立在宇宙中,为信号的传输指引方向,增加了信号传输的距离。
其次,旅行者一号还采用了编码技术,通过将信号编码成更长的序列,实现了对信号的高效传输。这种编码技术能够让信号在传输过程中不易受到干扰,从而能够更远距离的传输。
此外,旅行者一号还应用了误差纠正技术,以修复可能出现的信号衰减或失真问题。 同时,为了应对宇宙中不可避免的噪声和干扰,旅行者一号还采用了一种叫做“时分复用”的技术。这种技术可以将传输信号的时间划分为多个小的时间段,每个时间段传输不同的信息,从而让信号在传输过程中更加稳定,减少了噪声和干扰的影响。
除此之外,为了保证信号能够准确地传输到地球,旅行者一号还配备了一种叫做“定向天线”的设备。这种设备能够让信号更集中地传输到地球,从而提高了信号的传输效率和准确性。
然而,随着旅行者一号的越飞越远,为了确保信号接收的稳定性,美国航天局先后在美国、澳大利亚、西班牙部署了三个深空网通信站。 这些通信站中最大的一个直径超过70米,科学家们将这些天线组合起来,形成了一个无比强大的无线电通信系统。
即使旅行者一号已经飞到了遥远的外太空,载园深空网仍能收到它发回的信号,只是随着距离的增加,信号传输的时间会越来越长。
目前到达地球需要22个小时,但由于发射功率有限,旅行者一号信号到达地球时,我们能接受的强度只有发射时的六十三万亿亿分之一。
因此,旅行者一号的图像传送速率仅为每秒1.4KB,这如同古老的手摇式留声机,尽管微弱,但依然能让我们感受到来自远方的呼唤。
与此同时,为了维持通信的正常进行,科学家们还为旅行者一号配备了三组电池。根据Na公布的数据,旅行者一号的功率只能维持到2025年左右。
当电池能量耗尽时,我们将彻底失去与旅行者一号的联系。
为了节约能量,科学家们在1990年2月14日向远在64亿公里外的旅行者一号发送了调转镜头的指令,让它回望地球一次,并拍下了最后一张地球照片。至此,它的相机将会永久关闭。
从那天起,旅行者一号向着遥远的宇宙深处飞去,留下的只有我们对它的无尽怀念和深深的敬仰。
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