旅行者1号距离地球224亿公里,科学家如何超远距离操控它?

 我来答
机器1718
2022-08-09 · TA获得超过6821个赞
知道小有建树答主
回答量:2805
采纳率:99%
帮助的人:159万
展开全部

自打现代科学发展以来,科学家对于宇宙的认识逐渐清晰,也发现宇宙远比我们想象中的大得多得多,而且宇宙很有可能是无限大的,与宇宙相比,太阳系在宇宙中几乎是可以忽略不计的存在;而地球相对于整个太阳系也同样是几乎可以忽略不计的存在,太阳系已经大到人类可能永远都无法突破的地步,似乎人类就是太阳系中的囚徒一样。

即便是如此,科学家也没有放弃 探索 宇宙。在上世纪70年代末期,人类的探测器旅行者一号和旅行者二号就携带大量的人类信息,向着宇宙深处飞去。旅行者1号已经在宇宙在飞行了43年,距离太阳超过了224亿公里,是日地平均距离的150倍,是距离我们最远的人造航天器。

在1990年12月14号这一天,旅行者1号在距离地球64亿公里的位置,朝着太阳系内的各个大型天体拍照,最终绘制成了一张太阳系的全家福。

在这张照片当中,地球的大小仅为0.12个像素点那么大,这张照片也被称为: 暗淡蓝点

但我们要知道的是,旅行者一号在此之前已经完成了它原定的各种任务,并且还按照科学家的计划的路线逐步远离我们,整个过程是十分精准的。那么问题就来了,科学家是如何操控旅行者1号的呢?又是如何和旅行者1号进行通信的呢?

日常生活中,我们要无线控制某些机器,依靠的是无线电通信。整个过程的原理大概就是把文字、声音、图像和数据等信号编码成统一的无线电波,然后传输出去。接收方通过解码把传输过来的信号进行还原,就可以得到相应的信息。

这个过程说起来简单,但是我们平时在操控无人机时,失控的事情屡见不鲜,而无人机飞的飞行高度和旅行者1号相比,完全是可以忽略不计的。所以,深空 探索 是不可能纯粹用民用的这套东西的。这需要在发射信号和接收信号的端口进行强化,能时刻保证有相应的通信设施是 朝着旅行者一号的。

美国当时采用的是 深空测控网络 的解决方案,这套解决方案被称为美国国家航空航天局深太空网络(英语:Deep Space Network,简称DSN)。这个方案中包含了三个深空通信设施,分别位于美国、西班牙和澳大利亚,是以120度的间距围绕着地球。这样做的目的就是为了确保在地球在自转的时候,总是有一座通信设施是朝着旅行者1号的,也就不会错失旅行者1号的信号。多说一句,实际上,深空测控网络并不是独有的,目前中国、欧洲、俄罗斯和日本等国家和地球都有类似的通信网络。

深空测控网络解决的是地球上发射和接收信号的问题 ,旅行者1号也有很强大的通信系统。它的通信系统包括了一根直径3.7米的抛物面天线高增益天线,然后这根天线可以接收 深空测控网络 发来的信号以及向 深空测控网络 发送信号,无论是接收还是发送都选用特殊的频段。即便是出现意外导致旅行者1号无法直接和地球进行通信,它也有内置的记录器,可以把要发送的信息储存起来,等待可以发送时,再进行发送。

解决了发送和接收信号的问题,实际上还存在着一个问题: 旅行者1号的能源问题 。如果没有电,那根本谈不上通信了。

要知道旅行者1号已经飞行了43年之久,如果用普通的能源驱动,那旅行者1号早就消耗完所有的能源了。那科学家又是如何解决这个问题的呢?

科学家给旅行者1号配备了三块钚-238放射性同位素电池,由于钚-238的半衰期是87.7年,这就可以确保对旅行者1号进行长时间的功能。原本预计这套电池组可以让旅行者1号运行到2025年。

除了电池外,旅行者1号还配备了太阳能电池板、这些都属于“开源”,科学家同时还设计了“节流”的方案,就是让旅行者1号利用各个行星的引力来给自己加速,这也被称为引力弹弓效应,可以大大缩减能量的消耗。

科学家后来经过测算发现,截止到2050年,旅行者1号还能剩56.5%的燃料,也就是说,旅行者1号的运转已经大大超过了当初设计的时长。

正是基于这些设计,确保了旅行者1号可以长时间的运转,并且可以跟地球上的通信设施保持通信。但是,旅行者1号也仅仅是抵达了太阳系的日鞘,距离离开太阳系还遥遥无期,即便是保持现在这样的速度,至少也需要几万年才能离开太阳系。

已赞过 已踩过<
你对这个回答的评价是?
评论 收起
推荐律师服务: 若未解决您的问题,请您详细描述您的问题,通过百度律临进行免费专业咨询

为你推荐:

下载百度知道APP,抢鲜体验
使用百度知道APP,立即抢鲜体验。你的手机镜头里或许有别人想知道的答案。
扫描二维码下载
×

类别

我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。

说明

0/200

提交
取消

辅 助

模 式