旅行者1号飞行40年,地面如何控制远在209亿千米外的探测器?

作者&投稿:侨怕 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 目前,在太空中飞得最远的人造物体是旅行者1号,它于1977年由美国航空航天局(NASA)发射,并于2012年越过了太阳风层顶,成为历史上第一个进入星际介质的太空探测器。迄今为止,旅行者1号已经在太空中飞行了40年,目前距离我们大约140天文单位(209亿千米,19光时)。另一艘太空探测器“旅行者2号”也于1977年发射,直到现在仍然是造访过两大冰巨星(天王星和海王星)的唯一太空探测器。
还有其他的太空探测器已经到达或即将到达太阳系的“边界”,这是一个十分遥远的距离。由于目前发射的深空探测器都是无人驾驶,那么,它们在太空中如何知道该往哪里飞呢?如何不会撞上其他天体呢?
与遥远的太空探测器通信
如前所述,这些深空探测器一直在远离地球,现在与我们相距已经十分遥远。即便如此,我们也可以通过无线电波与这些太空探测器进行通信。无线电波是一种电磁辐射,其传播速度为光速。即便是以光速传播,信号从旅行者1号传到地球也需19个小时,将近一天的时间。同样地,地面的深空网络发送信号给旅行者1号也需19个小时。既然深空通信存在如此巨大的输入延迟,太空探测器是如何进行导航的呢?
太空几乎是空荡荡的
虽然太空中游荡着数量众多的小天体,但相对于浩瀚的宇宙空间是微不足道的,太空基本上是空荡荡的。太空探测器不大会从密集的小天体中穿过,也不会受到这些天体的引力影响。
太空探测器的飞行路线是可预测的
在发射探测器之前,科学家投入了大量的精力(几个月甚至几年的时间)来设计太空探测器的飞行路线。由于太阳系中大型天体的相对位置是已知的,通过精密计算可以确定太空探测器的飞行路线,使它们在飞行过程中几乎不会遇到任何意外。由于科学家确切知道太空探测器的飞行路线,所以他们可以提前预知探测器未来将会遇到哪些天体。还有一些未知的天体在距离探测器数千公里远的地方就会被探测到,所以地面人员有足够的时间重新调整探测器的航向。因此,即便信号延迟了19个小时,地面的深空网络还是能够引导旅行者1号在太空中飞行。当然,如果旅行者1号突然遭遇了不测,由于信号延迟,地面人员也无能为力。
旅行者1号的旅行日志:
1977年9月5日12点56分在美国卡纳维拉尔角空军基地出发,离开地球。
1977年12月赶上了率先一步离开地球的双胞胎兄弟"旅行者2号"。
1978年9月离开小行星带。
1979年3月近距离"拜访"木星,看到了木星背阳面的极光。
1980年11月近距离"探访"土星,发回万余幅彩色照片。
1989年向银河系中心方向前进。
2012年5月已到达太阳系边缘。
2012年12月正在太空"远征"的"旅行者1"号探测器仍未飞离太阳系。
2013年8月,NASA仍未确定旅行者1号是否飞出太阳系。
2013年9月,NASA通过新闻发布会正式确认旅行者1号进入恒星际空间,尚属于太阳系中。
2014年9月,美国国家航空航天局(NASA)召开新闻发布会,宣布37年前发射的"旅行者一号"探测器已经离开太阳系,正在飞向别的恒星。
旅行者1号飞行了40多年,目前地球上的任何一种电源装置都不堪胜任如此长的持续供电时间。或曰"装个太阳能电池"?为不为也,乃不能也!虽然在太阳系有太阳罩着,乃距离太远,太阳辐射及功率大为下降。供通讯,传输,接受指令所需的电源由钚原子电池作保障,此乃保障旅行者1号自身存活的“生命之源"!
美国依赖于其全球布点的深空测控网络。我们国家前几年发射的月球车,对38万km之外的嫦娥,那时要跟国外的测控网络国际间合作来测控我们的月球车。更何况已用光时计程的旅行者1号?
超超灵敏度的接收装置。为了保障旅行者l号的能源保证,现己休眠了多套设备。既便如此,传输到地球信号功率是10-n瓦。这得相当了得的技术功底。
所以我们国家发展量子通讯为啥?不言自明。
当旅行者1号飞离地球极限通讯距离光速,地球所放射的指令,要等若干时间后才能收到,幸好旅行者1号飞行速度不是很高,还在可控范围内,地球发射的指令,随时可调整校正飞行路线,若旅行者1号要达到光速,地球基地更本高无法控制了,因地球通讯指令与飞船速度一样,就根本追不上以飞行若干年遥远的飞船,除非地球基地通讯能超越光速的N多倍,在一定距离范围内可控制飞船,否则更本就无法控制遥远的飞船。我认为应该是用无线电信号来控制。旅行者1号现距离地球大约209亿公里,无线电信号从地球到达旅行者1号飞船大约需要19.6个小时左右。
也就是说,如果对旅行者1号发出指令要经过大约19.6个小时之后才能发挥作用。


"旅行者1号"与"新地平线号"哪个速度更快
准确的说,新视野号是初始速度最快的探测器,但他向太阳系外飞行时,因为受到太阳引力作用会减速,当他飞到旅行者1号现在的距离时,速度不会有现在的旅行者1号快,因为旅行者一号曾进行过多次的引力加速,正是因为这个原因,虽然新视野号初始速度较快,但它永远追不上旅行者1号 ...

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杭信抗痨: 与其他航天器没有区别,旅行者1号也是依靠无线电与地球联系的.只不过因为旅行者1号已经离地球非常远了,无线电通讯会有几个小时的延迟.

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杭信抗痨: 我来回答你!首先“旅行者1号”上的电池是两枚核电池(钚电池),能够保证它继续飞行至2025年.一旦电池耗尽,他们会停止工作(与地面失去联系),但将继续向银河系中心前进,再也回不来了.在太阳系中,它的飞行除了核电池动力外还依靠两次引力提速,而出了太阳系,便是星际飞行了,星际间的空间为极稀薄的电浆,可以看做真空,它的一直飞行便是依靠惯性及前方星球的引力.

建邺区13513117548: 旅行者号到底怎么把信号发送给地球上的 -
杭信抗痨: 一 在理论上来讲无线电波在真空状态下是没有损耗的,即使太空有各种粒子或者其他一些不确定因素影响无线点的传播也是微乎其微的,也就是说只要有功率输出就能接收得到,功率大小只是解决接受的清楚和不清楚的问题,当然旅行者上面的...

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