旅行者一号的信号发射功率仅20瓦,数据是如何传回地球的?

旅行者一号内部有精密的陀螺仪,使得自身天线始终对准地球,而且在地球上有直径70米的天线,专门用于接受旅行者一号发出的特殊波段信号,加上信号上的特殊处理,使得旅行者一号能在200亿公里外把信号传给地球。

旅行者一号在1977年发射,并于2012年飞出太阳的日球层,截至2019年10月29日,旅行者一号已经飞了42年,距离太阳大约220亿公里,速度17公里每秒,预计2025年将耗尽所有电量。

在这么远的距离上,旅行者一号发出的信号,要传播20个小时才能到达地球,而旅行者一号的信号发射天线功率只有大约20瓦,也就相当于一盏台灯的功率,地球上的科学家能接收到旅行者一号的信息,确实用了很多高科技。

1、首先,旅行者一号携带的精密陀螺仪,能让它在茫茫的太空中不迷失方向,使得旅行者一号的天线始终对准地球,而且旅行者一号携带的高增益天线,直径就有3.7米。

2、为了保证信号传输的准确性,传输信号使用冗余的纠错码,这也使得飞船与地球之间的通信效率非常低,传输速率不到每秒1kb,哪怕传送1Mb的照片,也要花上数小时。

3、为了降低干扰噪声,飞船和地球之间使用8GHz的频率进行通信,因为这个频段的干扰很少,很容易分离出来。

4、在地球上,科学家制造了直径70米的天线,专门用于接受飞船发出的特殊波段信号。

5、旅行者一号使用“钚-238放射性同位素电池”,钚-238的半衰期是87.7年,钚衰变会释放大量热能,然后通过热电转化装置把热能持续转化为电能。

但是核电池会随着时间的推移降低发电功率,经过40多年的使用,目前旅行者一号的电力已经严重不足,并且已经关闭了大量仪器,预计剩下的电力给让旅行者一号飞行至2025年,之后电力将不足以让任何仪器工作,然后与人类彻底失联。

根据旅行者一号的飞行路线,在电池耗尽后,它将继续向着银河系中心飞去,预计2万年后飞出奥尔特云,7.3万年后经过半人马座比邻星,如果人类的科技发展迅速,或许未来发射的飞船还能赶上并找到旅行者一号。