旅行者一號的信號僅有原來的60萬億分之一,還能夠與地球聯繫嗎?

2020-12-06 探索宇宙說

當人類在科技的幫助下,走出地球的那一刻,我們看到了一個浩瀚廣闊的宇宙。那時候,人類被宇宙的神秘浩瀚而感到震撼和害怕,同時人類與生俱來的貪婪和探奇本能,讓我們認知到宇宙是一個巨大的寶庫,也是人類文明未來奮鬥和不斷成長的基礎。

如果我們能夠揭開宇宙的一個個奧秘,那麼人類文明的等級將會不斷提升,最後成長為宇宙的霸主。所以,人類剛剛走出地球就開始了對太空的探索,最早登陸的星球是月球,完成對月球的登陸之後,又開始了對金星和火星的探測。

事實上,當人類看到浩瀚宇宙的那一刻,有一個堅定不變的目標出現了,那就是探索地外文明。如此浩瀚神秘的宇宙之中,不大可能只有地球一顆生命星球,也不大可能只有人類這一個智慧文明。在宇宙的各個角落,大概率存在著其它的智慧文明。

想要探索地外文明,我們就需要一個強大的探測器,能夠一直前進直到走出太陽系。在科學家看來,太陽系內存在外星文明的可能性非常小,想要探索地外文明,我們只有去太陽系外去探索,只有走出太陽系,才有可能接觸發現外星文明。

於是在1977年,科學家先後發射了旅行者一號和旅行者二號,它們都是星際探測器,目前就是飛出太陽系尋找外星文明。其中旅行者一號的速度最快,飛得最遠,目前它距地球約219億公裡,如果長的距離是在43年的時間完成的。

在旅行者一號不斷前進的過程,它還先後對木星和土星進行了「拜訪」,然後才改變軌道,直接向太陽系邊緣進發。作為一個星際探測器,必須要有源源不斷的能源供應以及強大的通訊能力才行,尤其是通訊更要強大一些,否則等旅行者一號飛得太遠了,就無法跟我們取得聯繫。

旅行者一號既然是一個星際探測器,那麼它上面的科技含量自然是非常高的,可以說是集合了當時地球上最先進的太空科技。據了解,設計人員在旅行者一號的背部安裝了一個口徑達到3.7米的「大鍋」,它就像以前每家每戶為了收看衛星電視而需要的那個裝置,它就是負責地面的無線電信號的接收和發送。除了要有信號收發器之外,旅行者一號還需要一個精準的裝置來定位地球,而高精度的陀螺儀就是這樣一種裝置。

後來研發人員考慮到隨著旅行者一號的飛行距離越來越遠,它發射回來的信號很可能會越來越弱,因此NASA當時在地球上三個地方同時部署了深空網絡,該網絡的作用就是保證地面的天線能夠與旅行者一號保持通訊。

正是多方面先進科技的參與,讓旅行者一號有了一個非常強大的通訊功能,在它離開土星之前,仍然與地球保持著良好的通訊。可是由於人類的科技實力畢竟有限,太空通訊技術還比較落後,所以隨著旅行者一號遠離土星,離地球越來越遠之後,信號強度也在不斷減弱。

根據美國宇航局的官方數據顯示,如今地球上能夠接收到旅行者一號發射回來的信號已經非常微弱了,僅為一開始信號強度的60萬億分之一。這樣微弱的信號基本已經告訴我們,地球已經很難操控旅行者一號,接收到它的數據。即使旅行者一號有信號向地球傳來,我們最多也只能接收到一些微小的片斷。

而且旅行者一號上面的能源也快要完了,後面它只能依靠慣性繼續向著茫茫深空前進,期望著有一天能夠飛出太陽系,進入系外星際空間。如果太陽系外正好有外星飛船航行,發現了旅行者一號,然後將其捕捉,那個時候外星文明就會知道地球和人類的存在。

因為旅行者一號相當於一個文明使者,它的合作就是探尋外星文明,上面攜帶著一張特製的金色碟片,記載了地球人類的各種文明信息,還記載著地球的坐標,只要外星文明得到這張碟片,就會通過上面記載的信息找到地球的坐標。

不過,外星文明知道了地球的坐標之後,是否會來到地球和人類接觸,仍然是一個未知數。人類現在還是獨立發展的文明,根本不了解宇宙文明的信息。有可能在人類眼裡,外星文明是神秘而神奇的,可是對於一個星際文明來說,他們有可能已經接觸過大量的各種宇宙文明。

而地球文明在外星文明的眼裡,可能根本不算什麼,所以外星文明即使知道了地球和人類的存在,也未必會主動來到地球造訪。當然,還有另外一種更可怕的情況,那就是如霍金所預言的那樣,外星文明有可能會來侵略地球。

霍金曾經多次警示人類不要試圖跟外星文明聯繫,因為外星文明未必就是善良愛好和平的,一旦地球和人類的存在被惡意的外星文明發現,那地球和人類有可能會陷入巨大的災難。所以,人類尋找外星文明的正確方式,應該是等到我們成為了星際文明,然後主動走出太陽系去其它星系探索尋找。

當然,旅行者一號在未來被外星文明捕獲的可能性非常微小,要知道太陽系的範圍可比過去科學家估計得要大得多,過去人們認為柯伊伯帶是太陽系的邊緣地帶,只要穿越過去就進入了系外星際空間。可是後來科學家通過新的觀測發現,太陽系的範圍要算上奧爾特雲。

如果算上奧爾特星雲,太陽系的直徑可以達到2光年,以旅行者一號目前的速度,它要穿越奧爾特星雲走出太陽系,可能至少還需要一萬年的時間。而人類經過一萬年時間的科技發展,有可能早已成為了星際文明,那個時候旅行者一號大概率會被人類追上回收,避免洩露地球信息的風險。

不管旅行者一號未來的命運如何,它是人類目前唯一的星際探測器,意義是非凡的。這是人類文明探索星空的重要標誌,或許在未來,我們還可以在太空博物館內看到旅行者一號這樣的老古董。

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  • 旅行者離地球百億公裡,為何還能操控?距離那麼遠,還有信號嗎?
    具體見下圖:旅行者一號和二號的相關信息旅行者系列一開始就被設計用來飛向太陽系外旅行者的通信系統受到水手號和海盜號探測器的影響,做了如下改動:首次使用X頻段而不是S頻段作為主要的下行遙測鏈路;採用雙輸出功率的X頻段TWTA,最大發射功率18W,設計用來減小質量、使效率最大化,且工作時間超過50000h旅行者一號通常以2.3 GHz或8.4 GHz的頻率在深空網絡通道18中傳輸數據,而從地球到旅行者的信號則以2.1 GHz發送,但幾個深空測控站對旅行者通信是有限制的
  • 旅行者離地球百億公裡,為何還能操控?距離那麼遠,還有信號嗎?
    具體見下圖: 旅行者一號和二號的相關信息 旅行者系列一開始就被設計用來飛向太陽系外18中傳輸數據,而從地球到旅行者的信號則以2.1 GHz發送,但幾個深空測控站對旅行者通信是有限制的,比如旅行者二號位於南天區,北半球的兩個站點能跟蹤,但無法通信鏈路,因此測控與數據下載主要由坎培拉的測控站來完成。
  • 旅行者一號飛至距離地球216億公裡,究竟依靠什麼動力持續飛行?
    人們想要進一步與宇宙有些密切的接觸,於是在1977年美國航天局發射了「旅行者一號」,目的就是為了探索更遠的宇宙。當這一架飛行器成功進入宇宙後,就開始了漫長的旅行。直至今日已經在太空漂泊了43年之久。並且,旅行者一號還在不斷地向前行駛,絲毫沒有要回頭的念想。
  • 旅行者一號已經飛行了42年,未來還能和地球保持聯繫嗎?
    旅行者一號是NASA在1977年9月發射的星際探測器,目的是為了探測木星、土星以及它們的衛星,最終朝著太陽系外飛去。旅行者一號目前已經飛行了42年,距離我們大約220億公裡,按照旅行者一號當前的速度和飛行方向,第一個目的地可能就是距離太陽最近的恆星-比鄰星。
  • 距離地球217億公裡,「旅行者一號」如何將數據傳回地球?
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  • 旅行者一號已經飛出銀河系了嗎?它到底是如何把信號傳回地球的?
    1977年9月5日,人類向太空中發射了旅行者一號,如今,幾十年過去了,按照科學家們的跟蹤測量,目前旅行者一號已經飛出了差不多216億公裡,差不多等於從地球到太陽之間進行70多個來回,並且時速還保持在每秒17公裡左右,那麼,旅行者一號飛到了哪裡了呢?是否已經達到宇宙邊緣,幫助人類探索更加廣闊的宇宙了呢?
  • 最孤獨的旅行者,旅行者1號,是怎麼跟地球交流的
    1.到達我們的信號到底有多小很多人都質疑,旅行者一號距離我們大約210億千米,我們是怎麼跟它取的聯繫的?旅行者一號傳遞到地球的信號有多大?現在小編來根據公開可以查到的資料分析一下。不難計算得到旅行者一號的天線增益G為72900倍(48.6dB),旅行者1號的發射功率是20W(43dBm),距離地球的距離是211億km,可以根據下面的公式計算到達地球的功率譜密度這個數字是什麼概念?我們以手機基站為例,手機基站裡的信號強度比這個強一百萬億倍,沒錯,就是百萬億。
  • 功率20瓦,飛行40餘年,旅行者1號的信息,如何傳回地球?
    由於旅行者一號距離地球十分遙遠,加上傳輸速度較慢,在傳輸過程中會遭受輻射等幹擾,最終地球接收的信號僅為一開始發射的100萬億億分之一,信號十分微弱,但聰明的科學家也早就考慮到了信息傳輸的問題,並且採取了以下措施保證旅行者一號信號的正常傳輸。
  • 功率20瓦,飛行40餘年,旅行者1號的信息,是如何傳回地球的?
    旅行者一號在宇宙中收發信息,是利用常見的無線電傳輸技術傳回地球,將所收集到的信息進行壓縮調製,然後發送給地球,同時也可以接收地球發射的消息。由於旅行者一號距離地球十分遙遠,加上傳輸速度較慢,在傳輸過程中會遭受輻射等幹擾,最終地球接收的信號僅為一開始發射的100萬億億分之一,信號十分微弱,但聰明的科學家也早就考慮到了信息傳輸的問題,並且採取了以下措施保證旅行者一號信號的正常傳輸。
  • 既然有可能暴露地球位置,人類能把旅行者一號抓回來或者摧毀嗎?
    上世紀60年代到70年代,引力彈弓加速法的出現,以及太陽系行星,176年一遇的特殊幾何排列,讓NASA看到了「探索太陽系外側行星」的機會。在新技術和新發現的鼓舞下,1977年9月5日,名為旅行者一號的空間探測器,在卡納維爾角發射升空,開始了它的探索太陽系之旅。
  • 旅行者一號已經飛了40多年,還要飛多久才能飛出太陽引力範圍?
    旅行者一號如何發射信息在旅行者一號上面有一個高增益拋物面天線,直徑3.7米,用來接收和發射信息,是通過電磁波進行發射,旅行者一號只有在正對地球的時候才嗯那個發射和接收信息,在旅行者一號上有非常精準的陀螺儀,能夠使天線對準地球。
  • 旅行者暴露了地球的坐標,假如發射飛彈,還能將它摧毀嗎?
    旅行者一號和二號都是NASA先後向太陽系外發射的兩艘探測器,它們的目的是探測太陽系遍歷太陽系行星,任務完成後將會轉向太陽系外,兩個探測器都攜帶了人類向外星人問好的鍍金唱片,使得很多人痛心疾首,認為它將洩露地球在宇宙中的位置!
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