美國旅行者號已經飛離地球15億公裡,快要飛出太陽系,靠什麼給地球傳回照片?

2021-02-18 天文論

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旅行者號的設計最初是為了研究木星和土星的大氣層、磁層、衛星和環形系統，最終探索了我們太陽系的所有巨大的外行星、48個衛星以及這些行星所擁有的獨特系統和磁場。隨後擴大對海王星和冥王星軌道以外的空間區域的了解，現在他們正在尋找太陽影響不到的地方。現在是宇宙中最遙遠的人造物體，它將繼續返回重要的科學數據，直到它的電力和推進器燃料耗盡。

旅行者的位置

旅行者號

每個旅行者都配備了慢速掃描彩色電視來拍攝行星上的實時電視圖像，都攜帶了一套廣泛的儀器來記錄關於行星的磁、大氣、月球和其他數據。電力由安裝在吊臂末端的三臺氧化鈽放射性同位素熱電發電機(RTGS)提供。

目前旅行者號已經飛行了40多年，離地球約有200億公裡的距離，為了將大量的地球指令發給探測器，以及探測數據和圖像傳送給地球，必須解決低數據率極遠距離的傳輸問題。解決方法是在探測器上採用數據壓縮、抗幹擾和相干接收等技術，還須儘量增大無線電發射機的發射功率和天線口徑，並在地球上多處設置配有巨型拋物面天線的測控站或測量船。

旅行者號的通信系統包括一個直徑3.7米的拋物線碟形高增益天線。旅行者如果在外太空漂移，就有永遠失去聯繫和太空飛行器會自動關閉的危險。為了防止這種情況發生，探測器配備了一套陀螺儀和16個聯氨MR-103推進器（八個主推進器和八個備用推進器），推進器在複雜的飛行中起著至關重要的作用，它們不僅確保太空飛行器保持正確的軌跡，使其速度提高到足以到達下一個目標，並最終逃離太陽系，而且對於正確對準太空飛行器天線和將其儀器指向正確方向，保證信息的收發。

通過地球上的三個深空網絡射電望遠鏡站點發送和接收無線電波。這三個巨大的無線電天線網絡，位於加利福尼亞州戈德斯通、西班牙馬德裡和澳大利亞坎培拉附近，最大的天線直徑為70米，大約呈120度。

深空網絡射電望遠鏡FAST天眼

以後隨著旅行者號飛行的越來越遠，離開太陽系進入星際飛行，空間任務中的低功率發射機意味著當信息從外行星到達時，信號功率越來越低，深空網絡射電望遠鏡也就需要不斷升級和擴展來保證通訊。

旅行者1號在65億公裡處拍攝的地球

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    從60億公裡外傳回一張照片，旅行者1號拍攝的是地球嗎？現如今旅行者1號已經進入了太陽系最外層的邊緣，也就是正處在太陽影響範圍內，最開始旅行者1號的任務主要是經過木星進行土星的探測工作，早在1980年，旅行者1號就已經結束了自己的任務，成功為人類提供了衛星詳細照片。
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