太空探测器距离地球几十亿公里,如此遥远的距离,人类如何遥控?

发布网友发布时间：2022-04-26 08:54

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热心网友时间：2022-06-26 04:20

地面如何向远在几十亿公里之外的航天器发送指令遥控它呢，说到这个问题，没有什么比旅行者1号更具有讨论性，因为旅行者1号是迄今为止飞得最远的探测器，目前距离地球已有223亿公里。

2014年9月13日，NASA召开新闻发布会宣称旅行者1号已进入星际空间，根据旅行者1号传回来的数据，它已经飞离了日球层，进入了寒冷的星际空间中。旅行者1号搭载了对周围介质进行分析的仪器，传回来的数据表明旅行者1号遭受到的宇宙线的数量增多，而带电粒子减少，这些数据显示旅行者1号飞出日球层了，科学家为了证明这一结果做了很多工作，飞船已经驶入了一片全新的区域，这与预期的星际环境相符合。

旅行者1号是人类第一艘驶入星际空间的飞行器，是距离地球最远的飞行器，它现在的速度是17公里每秒，正在朝着蛇夫座的方向前进，也许多少年以后旅行者1号抵达了另一个恒星系中。

旅行者1号距离地球那么遥远，地面向旅行者1号发送一次信息就需要经历将近21个小时的时间才可以被旅行者1号接收到，而旅行者1号回复这则信息传回来的数据也得需要这么久的时间才可以到达地面，一来一回就是将近42个小时，而且信号还是以光速传播的呢，可想而知有多么远了。既然如此遥远，那么地面究竟是如何与它保持联络的呢？

那么如此微弱的信号，地面该如何接收并读取内容呢？

这就要说一下美国建设的深空通讯网络了，简称DSN。DSN在全世界三个地方都建有测控站，分别是西班牙马德里、美国加州、澳大利亚堪培拉，这样安排的好处是可以避免地球自转的影响，始终都会有1个测控站可以接收到旅行者1号发送的信号。

飞行器距离地球那么远，信号损耗的那么厉害，此时地面上就需要建立更大口径的天线来接收信号，口径当然是越大越好，但是单个天线的口径是有限度的，并不是想做多大就能够做多大。DSN的三个测控站的天线是够用的了，比如位于马德里的测控站由一个70米级的天线以及2个34米的波束波导天线、1个34米的高效率天线组成，其它的2个测控站大体上都是这样的配置。

前文说到了，由于传到地球上的信号已经是发送信号时强度的100万亿亿分之一了，如何才能“听得清”，这就需要地面上的天线的增益功能了，说白了，就是放大信号的强度，使信号达到可以被“听得清”的程度。

地面发送指令给旅行者1号时，也需要增强信号，而且旅行者1号也需要正对着地球，这样才可以正确地接收到地面发送的信息。

2017年11月28日，NASA做了一次测试，给远在211亿公里外的旅行者1号发送了重启已经尘封了37年的航迹修正推进器的指令，经过了近40个小时的焦急等待，工作人员终于等来了旅行者1号的回复：四个备份推进器全部启动10毫秒工作正常！在场的工作人员流下了激动的泪水。

旅行者1号是人类释放的第一个“信使”，上面携带着地球与人类的信息，它正在朝着茫茫的星辰大海前进。目前仅靠着放射性同位素温差发电机来供电，为了节省电能以保证与地面的联系，旅行者1号上的绝大部分的设备已停止了使用，再过几年当电能彻底耗尽之后，旅行者1号将成为无声的信使向着宇宙深空进发，谁也不知道它未来的命运会是什么。

热心网友时间：2022-06-26 04:20

通过地面巨大的天线阵列。地球上分布成三角地排列着三组天线阵列对外太空飞行器进行遥控，时间也是需要非常长的。

热心网友时间：2022-06-26 04:21

旅行者一号上安装了高增益天线，太空探测器在任务期间就靠这个保持联络的。

热心网友时间：2022-06-26 04:21

旅行者一号上安装了高增益天线，外形形似一口大锅，口径3.7米，在任务期间全靠这个与地面保持联络，并且还安装了精确程度非常高的陀螺仪，以便增益天线能够正对着地球，有效的发送信息，信息是以无线电波为载体，我们知道无线电波的传播会随着距离增加而不断衰减，实际上，从旅行者1号刚刚发送信息时，等到地面接收到，此时的信号强度已衰减为当时的100万亿亿分之一，因此地面能接收到的信号已极其微弱。
飞行器距离地球那么远，信号损耗的那么厉害，此时地面上就需要建立更大口径的天线来接收信号，口径当然是越大越好，但是单个天线的口径是有限度的，并不是想做多大就能够做多大。DSN的三个测控站的天线是够用的了，比如位于马德里的测控站由一个70米级的天线以及2个34米的波束波导天线、1个34米的高效率天线组成，其它的2个测控站大体上都是这样的配置。