旅行者一號距離地球有216億公裡,它是如何把信號傳回地球的?

2020-12-04 奇點使者

引言:美國在上個世紀七十年末發射了一架名為「旅行者一號」的太空探測器,它經過了長達四十幾年的飛行已經快要到達太陽系的邊緣。科學家預測它會突破太陽系的邊界越飛越遠,那麼人類如何接收到它傳輸回來的信號呢?這是個難題。

美國航天局為了進一步探索更遠的宇宙,在1977年發射了「旅行者一號」,這架飛行器隨後成功進入宇宙,開始長達四十多年的太空之行。到目前為止,旅行者一號還在不斷地往遠方前進。據天文學上的測量顯示,旅行者一號目前距離地球大約有216億公裡,這段距離相當於144個天文單位。旅行者一號不僅在不斷地創造人類飛行器最遠飛行距離的紀錄,還在不斷地給地球上傳輸回探測的數據,那麼它是如何做到將數據進行遠距離傳輸的呢?

毫無疑問,旅行者一號是人類歷史上飛行距離最遠的飛行器,而且它還在不斷地創造歷史。有人會好奇,它能夠飛這麼遠,是以什麼為動力的呢?當然不可能是太陽能,因為隨著飛行距離的增加太陽能的供給越來越不穩定,因此工程師在旅行者一號上安裝了核發電機,這才是它有動力一直飛行下去的原因。

據科學家的介紹,由於該飛行器是在上個世紀七十年代末設計的,那時候人類的通訊技術仍然沒有今天發達,所以旅行者一號最初將數據傳輸回地球是通過無線電的方式,地面上的工作人員也是通過無線電波向旅行者一號發送信號。雖然無線電波在宇宙中的傳播速度可以達到光速,但是隨著傳播距離的增加信號的強度也會發生相應的削弱。科學家表示,旅行者1號在遙遠的地方向地球發射信號,地面上的人員接收到的信號強度只有最初的100萬億分之一。

後來隨著人類通訊技術的發展,科學家們通過多種方式增強的旅行者一號的通訊,例如在設計旅行者一號的時候就為其配備了一根直徑為3.7米的巨型拋物面天線,這使得旅行者一號在太空飛行的時候該天線始終都能對準地球。其次,美國宇航局在地球上三個不同地方建設了深空網絡檢測站。這些檢測站能夠對旅行者一號傳輸回來的信號進行加強,科學家們發出去的信號也能保證被旅行者一號接收到。

然而,有科學家認為這些做法都無濟於事,因為目前能夠接收到它發出來的信號速率只有每秒16比。再加上它在未來會越飛越遠,總有一天會和地球失去聯繫。到那時它就成為了人類文明的使者,隻身去往宇宙的深處。有趣的是,美國宇航局在發射旅行者一號之前,還往飛行器上放置了一張特製的金屬唱片。據了解該唱片刻錄了地球上各種具有代表性的聲音,例如自然風聲、雷聲、人類的語言等等。

至於人類發射旅行者一號的原因,至今統一的說法,但是被廣泛接受的說法便是人類想要進一步探測宇宙中是否存在外星文明。既然人類現階段無能力對太陽系外的環境進行探索,但是我們有能力將自己的信息資料傳送出去。如果真的存在外星文明的話,那麼它們應該能夠接收到人類發出去的金屬唱片。

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    40多歲高齡的旅行者一號截止2019年,已經飛到距離地球217萬公裡的位置。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。
  • 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?
    40多歲高齡的旅行者一號截止2019年,已經飛到距離地球217萬公裡的位置。如何傳輸信息?旅行者一號身上還擔負著重大的科考任務,比如沿途拍攝行星照片等,而距離地球如此之遠,通訊功率僅僅只有20瓦的旅行者一號,又是怎樣將所拍到的照片、收集的聲音等傳送回地球呢?
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  • 64億公裡外看地球是什麼樣子?科學家公開旅行者一號拍攝的照片
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    人類知道地球並不是一顆球體,而是一個橢圓形的球後,讓很多人比較震驚,顛覆了很多人的想像,在近半個世紀之內,人類開始了解探索關於太陽系內的星球,甚至還想移民去要這些星球,同時也從未放棄對外星生命的探索,可是整個太陽系的探究難度如此大,更不用說這整片宇宙了。比如水星,這顆星球距離太陽比較近,但是它晝夜溫度相差太大,能夠達到幾百攝氏度左右。
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    1977年發射的旅行者一號已經連續飛了42年了,它現在已經距離地球有219億公裡了,約140個天文單位,140個日地距離啊,就算是全人類拼了命帶它回來也回不來了,太遠了,超出了我們能觸及的範圍。那麼遠的距離,飄蕩在太空中,人類該怎麼與它保持聯絡以及傳輸數據呢?
  • 旅行者2號距地球約200億公裡,43年從未斷信,它如何與地球聯繫?
    在距離地球大約200億公裡的星際空間裡,美國太空總署(NASA)的「旅行者2號(Voyager 2)」探測器已工作了43年,也是第二個離開太陽圈(heliosphere)的人造物體(第一個是『旅行者1號』)。而在這幾十年裡,旅行者2號只有在去年1月出現故障和地面唯一收發信號站需升級天線斷聯8個月外,都一直保存著聯繫。
  • 64億公裡之外的回望,旅行者一號帶給人類新認知,科學家也沉默了
    這五顆探測器中旅行者一號是最具有代表性的,它也是目前距離地球最遠的人造物體,在黑暗、空曠、靜謐的宇宙空間中飛行了43年,目前距離地球216億公裡,未來還會繼續向深空飛行,大約1.76萬年後飛出太陽系,7.4萬年後飛掠距離我們最近的恆星比鄰星。
  • 旅行者一號,在距地球64億公裡外,拍攝的一張照片,讓科學家沉默
    在上個世紀七十年代,人類先後發射了著名的宇宙探測器,旅行者1號和旅行者2號。為了探索太陽系的邊界,這兩個探測器已經離開地球40多年,目前距離地球兩百公裡億公裡。這兩個宇宙探測器已經接近太陽系的邊界,可謂是進入星際空間。
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    1號就到了第一站木星,距離木星35萬公裡的高空處,旅行者一號拍下了極為珍貴的照片素材,風暴持續400年的木星紅斑呈現在人類的眼前,旅行者一號還發現了木星的衛星中有些具備活火山,有些在冰霜覆蓋下暗藏海流,這些發現都有可能孕育出新的生命。