最孤獨的旅行者,旅行者1號,是怎麼跟地球交流的

2020-12-06 炎焱燚燚

旅行者1號(英語:Voyager 1)是由美國宇航局研製的一艘無人外太陽系空間探測器。 重815千克,於1977年9月5日發射,截至2019年10月23日止,旅行者1號正處於離太陽211億公裡的距離。

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。

公開資料顯示,旅行者一號的發射頻率是8.42GHz,天線口徑為3.7m,一些參數可以通過下面的公式計算。

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。

那麼地面怎麼接收這個信號呢?地面上有70米的天線,這個天線的增益到達了兩千多萬倍的數量級。有74dB的增益,經過這個天線放大以後的信號強度為-150dBm,通常手機可以接受的最小信號可以達到-100dBm,也就是這個信號強度只有手機所能接收最小信號的萬分之一。因此只有減小接收帶寬來實現這個信號的接收,沒有看到過傳輸速率,不過估計傳輸速率估計只有100Hz左右,比90年代的撥號上網速度還慢。

2.發射中繼旅行者可行嗎?

有人說我可以發射後續旅行者去中繼一下,聽著似乎是個好主意,先不說發射窗口的問題,以後續發射的飛行器和旅行者1號一樣,也是一個3.7米的天線,跟地面那個大傢伙比起來,口徑只有地面天線的1/19,也就是要每間隔2年發射一顆,經過天線後的信號才和地面上天線接收的強度相當,要想是地面接收強度的4倍,需要每年發射一顆進行中繼,這個還不考慮每次轉發都會損失信號的質量。所以說中繼根本不靠譜。中國的fast口徑500m,要是用fast接收,那麼每間隔100天發射一顆旅行者才能達到相同的接收質量,這顯然只是理論上存在的可能。

所以,旅行者一號只能孤獨地獨自飛行在太空,現在因為距離的關係,每飛行一年對信號質量影響很小,十年內也不需要額外的手段去接收信號,到那個時候,旅行者一號就徹底因為能源問題與地球失去聯繫。

相關焦點

  • 【專題】旅行者1號的孤獨徵程
    於是這個27歲的年輕女人的腦電波與聯合國秘書長和美國總統的問候、鯨和狗的叫聲以及116張照片、90分鐘的音樂在兩個多月後被旅行者1號、2號送入太空。卡爾•薩根主持設計的「金唱片」成為人類對外星交流史上重要的「時間膠囊」,其中內容被他收集整理為《地球之音》(Murmurs of Earth)。在後來的日子裡,安•德魯彥和卡爾•薩根共同創作了史上最受歡迎的科普電視片《宇宙》,合寫了幾本科普著作。
  • 最孤獨的流浪者——旅行者1號
    但我更喜歡大宇宙,當我把這一切放在我的心裡和我的腦海裡,我會感到心情振奮,當這種感覺湧起,我希望看到它是真實的,而不僅僅是我腦海中的想像,因為這就是真相,而我們的想像與自然中令人驚嘆的現實相比,根本不算什麼」我手機裡一直有下面這張圖片,你看圖片中那個幾乎看不清的小白點,就是我們的地球。這張照片是誰拍的呢?我把它稱為最孤獨的旅者——旅行者1號。
  • 旅行者1號怎麼跟地球通訊?留給人類的時間不多了
    但要說目前飛得最遠的一個探測器,那肯定是1977年9月發射升空的旅行者1號探測器。在宇宙中飛行了四十多年後,旅行者1號現在距離地球的距離已經超過了220億公裡,目前位於太陽系的邊緣地帶。大家或許會感到好奇,一個距離地球如此之遠的探測器,它是如何跟地球上的人類保持聯繫的?迄今為止,旅行者1號上面的大部分設備依然能夠正常運轉,這簡直是一個奇蹟。旅行者1號的設計理念相比現在來說都毫不遜色。我們先來看動力系統,在宇宙空間內,飛行器自身攜帶的能源作用很大,這讓飛船可以控制自身的飛行速度,靈活利用行星之間的引力。
  • 旅行者1號怎麼跟地球通訊?留給人類的時間不多了
    但要說目前飛得最遠的一個探測器,那肯定是1977年9月發射升空的旅行者1號探測器。在宇宙中飛行了四十多年後,旅行者1號現在距離地球的距離已經超過了220億公裡,目前位於太陽系的邊緣地帶。 大家或許會感到好奇,一個距離地球如此之遠的探測器,它是如何跟地球上的人類保持聯繫的?
  • 越飛越遠的「旅行者1號」,是如何與地球保持聯繫的?
    在過去的42年中,旅行者1號在太陽系中前行,為我們傳回了很多非常有價值的珍貴資料圖片,它曾經近距離拜訪過木星和土星,也是人類歷史上第一臺拍攝了土星、木星以及它們的衛星群高清照片的空間探測器,如今,旅行者1號也成為人類發射的所有探測器中,距離我們最遠的一個。
  • 旅行者1號穿越225億公裡,曾傳回照片,為何會讓人感覺孤獨?
    旅行者1號穿越225億公裡,曾傳回照片,為何會讓人感覺孤獨?在1977年,NASA先後發射了旅行者一號和旅行者二號,這兩艘探測器,完成了穿越小行星帶,探索木星土星的任務,再次之後旅行者一號飄向了更為遙遠的宇宙深處。這顆探測器是截止到目前為止,飛行距離最遠,時間最長的一艘。根據最新的數據顯示,它已經距離地球有225億公裡,距今已經有44年的時間。
  • 旅行者1號快要飛出太陽系了?
    它是第一個提供了木星、土星以及其衛星詳細照片的探測器,距今離地球最遠的人造衛星。目前它是離地球最遠的人造飛行器。旅行者1據分析目前已經進入太陽系最外層邊界,處於太陽影響範圍與星際介質之間。旅行者1號原本的主要目標是探測木星與土星及其衛星與土星環。後期的任務變為探測太陽風頂,以及對太陽風進行粒子測量。與旅行者2號探測器相同,它們都是以三塊放射性同位素溫差發電機作為動力來源。
  • 探索宇宙的奧秘:孤獨的旅行者1號,傳回唯一一張太陽系的全家福
    在1977年八月,美國宇航局啟動了一個人類歷史上,前所未有的冒險計劃,「旅行者計劃」。為了提高項目的成功率,美國宇航局計劃在不同的軌道上,發射兩艘無人太空探測衛星,從不同的角度深入研究行星。探索太陽系的遠端空間,土星、木星、天王星、海王星。
  • 美國旅行者號飛了190億公裡,它到底是怎麼給地球傳照片的?
    美國旅行者號飛了190億公裡,它到底是怎麼給地球傳照片的?
  • 旅行者1號暴露「地球坐標」,那麼人類能不能將它追回來?
    說起如今的社會發展,每一個人肯定都能說出自己的驚嘆,畢竟10年前智慧型手機也才剛剛開始,但是人類在很多方面卻並沒有進步,例如人類目前所踏足的最遠距離,依舊是阿波羅登月時創造的,而說到人類最遠的探測器,則要追溯到1977年發射的旅行者1號。
  • 旅行者1號的最終目標會到底哪裡?可能結果你不會想到
    當人類在科技的幫助下,實現了飛天的夢想,終於走出地球之後才發現,宇宙是那麼的浩瀚,而地球和人類是那麼的渺小。面對浩瀚的宇宙,我們不禁會想:人類孤獨嗎?宇宙有沒有可能存在其它的智慧文明?對於外星文明的猜測,相信每一個人的心中都有自己的答案。
  • 旅行者1號從64億公裡外,拍攝的地球照片,地球只有像素那麼大
    1977年9月5日,旅行者1號探測器發射升空,它的這一去創造了多個天文史上的第一:人類歷史上第一個飛出太陽系邊界(當然是傳統邊界,新邊界是奧爾特星雲)的探測器、人類歷史上飛行距離最遠的探測器、人類歷史上飛行速度最快的探測器之一、人類歷史上貢獻最大的探測器之一......如今旅行者1號在太空已經孤獨地飛行了
  • 與旅行者號一起穿越星海
    1977年,NASA發射了兩枚著名的空間探測器:旅行者1號和二號。這兩枚探測器不僅僅搭載了當時最先進的技術,也寄託著人類對外太空的好奇心和探索欲。他們肩負著探索太陽系外圍行星和地外文明的任務。這是一場孤獨的、註定沒有歸途的旅程。然而43年後的今天,這兩枚探測器雖已經走過了數百億公裡的距離,卻仍在正常運作,而旅行者1號也成為了第一個進入星際空間的人造物。
  • 美國旅行者號發現宇宙最恐怖殺手,為什麼跟地球有關?
    美國國家宇航局發射的旅行者號探測器,是人類迄今為止飛行最遠的,深空探測器,目前,旅行者1號已經在宇宙中飛行了250億公裡,飛行時間45年,已經對木星、土星等星體觀測,並向太陽系邊緣飛去,它身上搭載的三個核電池將於2025年電源耗盡,並將與人類失聯,飛向遙遠的宇宙。
  • 222億公裡之外,孤獨的旅行者1號繼續前行著,它的目標會在哪裡?
    雖然人類才剛剛走出地球,但是我們的理想是偉大深遠的,早在40多年前,科學家就想著能夠探索更遙遠的星空,能夠了解太陽系邊緣甚至是太陽系之外的世界。於是在1977年,科學家發射了旅行者1號探測器,它的目標就是向著茫茫的太陽系外不斷前進。
  • 旅行者1號從60億公裡拍攝的地球照片,科學家們看完後都沉默了
    1977年7月、9月,美國為了探索太陽系以外的太空,分別向太陽發射旅行者1號和旅行者2號兩個深空探測器,經過40多年的飛行,這兩個深空探測器已經飛出太陽系(傳統太陽系範圍,最新太陽系範圍據說高達2光年),而旅行者1號的飛行距離高達210億公裡,成為人類有史以來飛行最遠的探測器,在旅行者1號40多年漫長的旅途中,它為人類拍攝大量有關木星
  • 太陽系外有一堵「牆」,旅行者1號被什麼擋住了?
    遇到這種困境,人類退而求之放棄載人飛出太陽系,只能選擇發射深空探測器先去太陽系外探探路,因此人類在70年代相繼發射4個深空探測器,這4個深空探測器分別是先驅者10號、先驅者11號、旅行者1號、旅行者2號,其中旅行者1號是這4個深空探測器中飛得最快、飛得最遠的深空探測器,從1977年3月發射升空開始,旅行者1號在太空中孤獨地飛行了40多年,飛行距離高達220億公裡,本來這個距離已經遠遠超過太陽系的舊邊界
  • 「旅行者1號」開外星探測新篇 中國仍有差距
    在距離地球190億公裡的遙遠宇宙深空,有一位來自地球的旅行者,孤獨而執著地進行著一場特殊的旅行。本月12日,美國宇航局發布了一條令全世界為之振奮的消息—經過36年的飛行,「旅行者1號」空間探測器已確認飛出太陽系,開啟人類星際探索時代。
  • 旅行者1號探測器,還要1.7萬年才能飛出去
    這一發現,讓本來抱著要飛出太陽系的旅行者一號探測器,越飛越絕望,在旅行者1號升空的時候,那時候認為的太陽系邊界才幾十億公裡,但是飛了30多年後,才發現跟整個太陽系的大小比起來,它才剛起步。孤獨的旅行者1號在宇宙深空中飛行但是旅行者一號只有一個
  • 旅行者1號2號已經飛出太陽系了嗎?太陽系有多大?
    旅行者1號探測器於1977年9月5日發射升空,比同年8月20日發射的雙胞胎旅行者2號晚了16天,在對木星和土星及土衛六展開了探測後,直接向宇宙深處進發。截至2019年2月22日,旅行者1號距離地球約145個天文單位(220億公裡),相當於145倍地球到太陽的距離,是距離地球最遠的人造物。那它是否已經離開了太陽系範圍呢?我們得先弄清楚太陽繫到底有多大,太陽系的邊界到底在哪。