上世纪70年代就进入太空的旅行者一号,为何还能与地球通讯?


       第二次世界大战结束后美国和苏联在德国导弹的基础上各自发展出了大推力火箭,太空时代拉开了帷幕

太空时代的高潮是上世纪60年代,因为在那十年里美国阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶阿波罗11号飞船成功登月并返回了地球,但鲜有人知道的是除了载人登月外,60年代还有两个对后续航空航天活动影响巨大的“新发现”

这两个发现分别是1961年米诺维奇计算出的“引力弹弓助推法”和1965年弗兰德罗发现的1976年到1977年“太阳系外行星轨道交叉”(木星土星天王星海王星,四颗外侧行星的轨道每隔176年才会出现一次交叉)

第一个发现为后来的航空航天活动提供了“免费动力”从而能让探测器和飞船拥有更快的速度以及容错率更高的变轨调控,第二个发现让NASA下定决心进行“旅行者系列探测器任务”。

如今旅行者一号距离地球221.5亿公里,并且这个距离还在以17km/s的速度继续增加,现在地球方面呼叫旅行者一号的电波需要飞行20小时31分29秒才能被旅行者一号的高增益天线接受到,而旅行者一号发送的数据也需要同样长的时间才能传回地球。


       那么究竟是什么技术能让飞行了40余年的旅行者一号仍然能和地球通信呢?

答案是旅行者一号本身电磁波的高频段和NASA在地球上建设的“深空网络检测系统”,高达8GHz通信频率最大程度保障了信道的畅通无阻,所以旅行者一号才能在天线功率只剩20瓦的情况下依旧和地球保持联络。

由于旅行者一号的高频信号飞行20多小时到达地球后已经十分微弱,因此NASA的深空网络会对信号进行放大处理而后再开始进行分析,不过如此多的设备更多是为了保证通讯的稳定性而存在的,旅行者一号本身的传输速度甚至达不到1kb/s

随着工作年限越来越长科学家估计旅行者一号身上的核电池在2025年左右就会完全耗尽电力,而它需要再飞行4万年才能离开太阳系到达临近星系。

这意味着旅行者一号将真正成为一个再也联系不上也不回头的“旅行者”