46年飛行238億公里，至今還沒失聯的旅行者一號，有啥黑科技？

很少有人知道,旅行者一號和二號有一個專屬網站,裏面一直在記錄這兩架探測器和地球的實時距離,截至目前,旅行者一號距離地球238.76億公里,即22光時07光分21光秒,旅行者二號距離地球198.3億公里,即18光時25光分56光秒,然而,儘管距離如此遙遠,NASA卻還能和旅行者一號二號保持聯繫, 不論是在發射的1977年,還是今天的2023年,旅行者系列探測器都從未失聯過,這就不得引出一個問題了,旅行者系列探測器究竟用了什麼黑科技,能飛行46年還不失聯? 生活常識告訴我們,通訊難度會隨着距離的增加而增加,想在超長距離上保持通訊,就兩個辦法,一是增大發射端的功率,二是增加接收端的靈敏度。 因此,NASA在設計旅行者探測器的時候,首先就給它倆裝上了直徑3.7米的衛星天線,從外表上看去,就像以前農村用的大衛星鍋,這樣一來,不論是發射還是接收,都能保持穩定。 而爲了收到旅行者探測器從百億公里外發回的數據,NASA的工程師們在全球各地都建造了深空網絡系統,這個簡稱爲DSN的系統,由若干架直徑數十米的射電望遠進構成, 它們均勻分佈在全球各個地區,這樣一來,即使地球自轉也不會跟探測器失去聯繫。 然而,在旅行者探測器高功率天線和地球上的深空網絡系統雙重協作下,NASA卻還是不能保證信道暢通,因爲宇宙中的雜波實在是太多了。 在這種情況下,必須讓探測器的通訊頻段繞開大部分固有頻段纔行,這樣一來,探測器的發射功率不用很大,信息就能暢通無阻到達地球。 然後再由深空網絡放大數百萬倍提取信息交給NASA的科學家們分析。 目前,NASA還在爲澳大利亞的深空網絡系統進行升級,以確保未來能繼續聯繫到旅行者一號和二號。 因爲這兩家探測器都已經飛出了日球層,除了它們外,升級後的深空網絡系統還能爲其他深空探測器提供支持, 比如,日本當年發射的損鳥二號就是靠深空網絡纔沒失聯的,最後成功着陸在小行星上也是依賴於此。 按照NASA科學家的估計,旅行者一號和二號雖然現在還沒失聯,但由於它們並沒有攜帶太陽能電池板,能源全靠核動力電池, 所以在發射46年後的今天,它們的能源已經消耗殆盡了,雖然能關閉的科學設備也已經都關閉了, 但最晚到2030年,旅行者一號和二號就會喪失全部電力,徹底與地球世界失去聯絡。 屆時,旅行者一號和二號只能靠生前每秒17千米的速度,沿着固定的軌道繼續向太陽系外側飛去。 如果目前的太陽系形成理論沒錯,大約三萬年後,旅行者一號和二號就將飛出半徑一光年的奧爾特雲,脫離太陽系,正式進入星際空間。 大約十萬年後,旅行者一號和二號將到達比林星,也就是距離太陽最近的恆星。 至於旅行者一號和二號身上攜帶的鍍金圓盤唱片,上面雖然記載了地球的確切位置,但科學家普遍相信它不會引來外星人, 因爲最快幾百年後,人類文明的飛船可能就能追上旅行者系列探測器並把它帶回來了。 不論是鍍金圓盤唱片還是探測器本體,最終很可能會成爲太空探索博物館的展品之二。 由 Amara.org 社區提供的字幕