旅行者1号相隔地球217亿公里，功率仅23瓦，数据如何传回？
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作为美国宇航局研制的一艘无人外太阳系空间探测器，旅行者1号（英文名：Voyager 1）重815千克，于1977年9月5日12：56：00 UTC 在美国东海岸的佛罗里达卡纳维拉尔角航天发射基地发射生空。
旅行者1号及其姊妹探测器旅行者2号均使用三块钚放射性同位素温差发电机作为动力来源，可提供功率420瓦。
其中通信设备的功率为20瓦，仅仅相当于现在的手机快充的功率。
目前旅行者1号距离地球大约217亿公里，相当于0.00229光年，通讯时差20.06小时，这意味着从旅行者1号发出的无线电信号需要耗费20.06小时才能到达地球，被地面的天线接受到。
因此，旅行者1号和地球之间传输数据还是存在着一定难度的，但也没有像人们想象中的那么复杂，并没有用到什么高 科技 ， 其使用的只是无线电通信技术，将需要传送的声音、图像、数据等调制成无线电信号，经空间传至地面。
↑ 旅行者1号拍摄的木卫一
无线电信号的强度会随着传输距离的增加不断衰减，当旅行者1号发射的信号传到地面时，功率衰减为起初的一百万亿亿分之一，仅有10ˇ-22瓦。
不仅传输功率的极低，传输速度也非常慢，只有约1.4kb/s 。
为了侦测接收到如此微乎其微的信号，NASA建造了深空网络（Deep Space Network, DSN）。
其由三处分别位于美国加州、西班牙马德里、澳大利亚堪培拉的呈120度分布的深空通信设施组成，以此实现与旅行者1号的信号传输，而且不受地球自转的影响。
同时采取以下三种措施增加信号传输的成功率：
⑴ 使用高增益天线，使无线电信号集中在某个方向上，增大传输距离
旅行者1号上的高增益天线直径达3.7米，原来DSN使用的天线直径达70米，由于已经使用超过40年，NASA从2010年开始部署34米天线，以替换陈旧的天线，满足信号接收需求。这些地面接收天线可将接收到的信号放大数亿倍。
⑵ 旅行者1号的通讯频率高达8GHz，在这个频段上，几乎没有任何干扰，信噪比非常高。
⑶ 旅行者1号安装有高精度的陀螺仪，确保其在深空也能时刻让天线对准地球的方向
虽然科学家们用尽浑身解数，但由于距离实在太远，加上太空中存在许多高能辐射，且无线电信号受自然因素影响，会对无线电信号产生干扰。
因此，为了提高信息传输的正确率，在将声音、图像等信息调制成无线电信号的过程中使用了大量纠错码，这也使得有效传输效率降低，只有不到1kb/s.
在不远的将来，旅行者1号将带着人类的梦想孤身飞向更加遥远的宇宙
旅行者1号携带的发电机目前已经大大标出设计使用寿命，科学家预计，它们仍然可提供足够的电力让探测器上搭载的科学仪器继续工作到2025年，并继续与地球保持通信，直至2036年。
此后，旅行者1号将失去与地球之间的联系，带着人类的梦想，孤身飞往银河系中心，飞向更远的地方！
答：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。
旅行者1号数据的传输，主要依赖三块氧化钚_238放射性同位素热电机利用它自然衰变产生的热量转化为电能，在漫长的太空遨游中获得源源不断的电能，提供了420瓦功率利用x波段电波数传，通过抛物面天线利用无线电波空间传送技术，将电波信号传送到地球的。但从旅行者1号始发信号功率将会逐渐衰减为起初的100万亿亿分之一，仅仅只有10^_22瓦，而且传回地球需耗时大约20.06一40小时左右，传输速度极其漫长，大约只有1.4Kb/s。但是传输时间长都不要紧，重要的是信号由于217亿公里的漫长传输，极大的减弱了信号的传输质量，电波信号非常的微弱，可是伟大的科学家们经过多年的努力深研，还是通过2.3GHz与8.4GHz频段发送给深空网络将微弱的信息放大后完全地接受了。
相关国家的科学家们为了侦测接收旅行者1号发回的微弱电波信号，建立了多处深空网络接收站Deep space Network.DSN.。
从三个方面加大增强信号的传输接收功率:
一，为了让无线电信号集中朝地球方向上，增大传输间距，特别使用了高增益天线；
二，对于旅行者1号的通讯电频高达8GHz，排除干扰，接收成功率极大的增强；
三，高精度的陀螺仪，让它始终对准地球方向，增强了对传回地球电波信号的接收率。
旅行者1号的电波信号的传输与传回地面的微弱电波信号的接收都不是件很容易的事情，深空网络传输与接收它是相关国家的强项。它包涵着伟大的科学家们的高级智慧，是值得拥有和敬仰的！
旅行者1号及其姊妹探测器旅行者2号均使用三块钚放射性同位素温差发电机作为动力来源，可提供功率420瓦。
其中通信设备的功率为20瓦，仅仅相当于现在的手机快充的功率。
目前旅行者1号距离地球大约217亿公里，相当于0.00229光年，通讯时差20.06小时，这意味着从旅行者1号发出的无线电信号需要耗费20.06小时才能到达地球，被地面的天线接受到。
因此，旅行者1号和地球之间传输数据还是存在着一定难度的，但也没有像人们想象中的那么复杂，并没有用到什么高 科技 ， 其使用的只是无线电通信技术，将需要传送的声音、图像、数据等调制成无线电信号，经空间传至地面。
↑ 旅行者1号拍摄的木卫一
无线电信号的强度会随着传输距离的增加不断衰减，当旅行者1号发射的信号传到地面时，功率衰减为起初的一百万亿亿分之一，仅有10ˇ-22瓦。
不仅传输功率的极低，传输速度也非常慢，只有约1.4kb/s 。
为了侦测接收到如此微乎其微的信号，NASA建造了深空网络（Deep Space Network, DSN）。
其由三处分别位于美国加州、西班牙马德里、澳大利亚堪培拉的呈120度分布的深空通信设施组成，以此实现与旅行者1号的信号传输，而且不受地球自转的影响。
同时采取以下三种措施增加信号传输的成功率：
⑴ 使用高增益天线，使无线电信号集中在某个方向上，增大传输距离
旅行者1号上的高增益天线直径达3.7米，原来DSN使用的天线直径达70米，由于已经使用超过40年，NASA从2010年开始部署34米天线，以替换陈旧的天线，满足信号接收需求。这些地面接收天线可将接收到的信号放大数亿倍。
⑵ 旅行者1号的通讯频率高达8GHz，在这个频段上，几乎没有任何干扰，信噪比非常高。
⑶ 旅行者1号安装有高精度的陀螺仪，确保其在深空也能时刻让天线对准地球的方向
虽然科学家们用尽浑身解数，但由于距离实在太远，加上太空中存在许多高能辐射，且无线电信号受自然因素影响，会对无线电信号产生干扰。
因此，为了提高信息传输的正确率，在将声音、图像等信息调制成无线电信号的过程中使用了大量纠错码，这也使得有效传输效率降低，只有不到1kb/s.
在不远的将来，旅行者1号将带着人类的梦想孤身飞向更加遥远的宇宙
旅行者1号携带的发电机目前已经大大标出设计使用寿命，科学家预计，它们仍然可提供足够的电力让探测器上搭载的科学仪器继续工作到2025年，并继续与地球保持通信，直至2036年。
此后，旅行者1号将失去与地球之间的联系，带着人类的梦想，孤身飞往银河系中心，飞向更远的地方！
答：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。
旅行者1号数据的传输，主要依赖三块氧化钚_238放射性同位素热电机利用它自然衰变产生的热量转化为电能，在漫长的太空遨游中获得源源不断的电能，提供了420瓦功率利用x波段电波数传，通过抛物面天线利用无线电波空间传送技术，将电波信号传送到地球的。但从旅行者1号始发信号功率将会逐渐衰减为起初的100万亿亿分之一，仅仅只有10^_22瓦，而且传回地球需耗时大约20.06一40小时左右，传输速度极其漫长，大约只有1.4Kb/s。但是传输时间长都不要紧，重要的是信号由于217亿公里的漫长传输，极大的减弱了信号的传输质量，电波信号非常的微弱，可是伟大的科学家们经过多年的努力深研，还是通过2.3GHz与8.4GHz频段发送给深空网络将微弱的信息放大后完全地接受了。
相关国家的科学家们为了侦测接收旅行者1号发回的微弱电波信号，建立了多处深空网络接收站Deep space Network.DSN.。
从三个方面加大增强信号的传输接收功率:
一，为了让无线电信号集中朝地球方向上，增大传输间距，特别使用了高增益天线；
二，对于旅行者1号的通讯电频高达8GHz，排除干扰，接收成功率极大的增强；
三，高精度的陀螺仪，让它始终对准地球方向，增强了对传回地球电波信号的接收率。
旅行者1号的电波信号的传输与传回地面的微弱电波信号的接收都不是件很容易的事情，深空网络传输与接收它是相关国家的强项。它包涵着伟大的科学家们的高级智慧，是值得拥有和敬仰的！
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