人类发射的深空探测器飞得那么远,怎么还能够遥控指挥呢?

发布网友发布时间：2022-04-29 15:30

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热心网友时间：2023-05-19 00:42

这确实是一个非常好的问题，人类在地球上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号更具有讨论性了，因为，旅行者1号是人类迄今为止飞得最远的一个探测器，它目前距离地球已有224亿公里的距离。

截至到目前，NASA从旅行者1号传回来的数据分析，它已经飞离了日球层，进入了寒冷的星际空间中。这也将意味着，旅行者1号成为人类首个进入星际旅行的探测器，据悉旅行者1号搭载了对周围介质进行分析的仪器，从该探测器传回来的数据表明，旅行者1号遭受到的宇宙线的数量明显增多，而带电粒子大幅度降低，这些数据都表明，旅行者1号已经成功的飞出了日球层。

美国的相关科学家，为了证明这一结果做了很多工作和实验对比，最终证明了旅行者1号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。据了解，随着旅行者1号，距离地球的距离越来越远，地面向旅行者1号发送一次信息就需要经历约22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20多个小时的时间才可以到达地球，这样算下来，当前人类与旅行者1号进行一次互动的数据传输，就需要40多个小时，要知道，人类与旅行者1号之间的信号传输是以光速传播的，了解到这里，大概就已经有一个概念，旅行者1号确实离地球太远了。

据美国一位科学家介绍，旅行者1号探测器上安装了高增益天线，外形内似一口大锅，其口径为3.7米，在旅行者1号飞行任务期间，完全就是依靠这个高增益天线与地面保持双向联络的为了保持高精度性，旅行者1号上面还安装了精度非常高的陀螺仪，以此来保证增益天线能够时时对着地球。只有这样，旅行者1号才能随时向地球发送信息，地面上的人员也才能随时向旅行者1号发送指令，并遥控指挥该飞船继续向更远的太空飞行。

星际空间里面的信息互传，基本上都是以无线电波为载体，众所周知的是，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。

为了证明这一点，NASA早在2017年的11月28日，对旅行者1号做了一次测试，他们给远在214亿公里外的旅行者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，经过了将近40个小时的焦急等待，其地面工作人员终于等来了旅行者1号的回复，对此，在场的工作人员都流下了激动的泪水，不过，由于旅行者1号当前已经使出了日球层，进入了寒冷的星际空间中，这样一来，旅行者1号上面的太阳能板就无法更多的产生电力，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目前基本已停止了使用，再过数年之后，当旅行者1号上的电能全部耗尽之后，该探器将成为无声的信使，向着宇宙深空进发，等到那时，谁也无法预测旅行者1号未来命运。

热心网友时间：2023-05-19 00:42

太空探测器远离地球几亿公里，人类还能操控，距离如此之远如何能遥控？

这个很简单，就像遥控无人机一样，这边一按，那边就有响应了。

不过，飞得太远，就有延时而已。不但会有延时，还有发送接收都需要更大的功率和精准度。

人类飞得最远的太空探测器是旅行者1号，截止到我写着这篇文章的2020年5月24日13点12分，NASA网站监控旅行者1号的即时数据表明，旅行者1号距离太阳223.33亿千米，距离地球222.1亿多千米；目前的飞行速度相对太阳为17km/s，相对地球速度为29.9千米/s。（下图）

不过现在旅行者1号只有很少的仪器还在工作，只是还在发送一些数据回来，这边已经停止了对它的操控。

最后一次对旅行者1号的操控，是在2017年11月28日。

NASA的科学家通过收集到的信息发现，旅行者1号主发动机功能弱化，为了启动了休眠30多年的辅助发动机，通过深空网络，向旅行者1号发出了指令。

当时的旅行者1号距离地球200多亿千米，信号以每秒约30万千米传输过去，需要19个多小时才能到达旅行者1号，又过了19个多小时人们收到了旅行者1号的回信。

旅行者1号的应答表明，它忠实的执行了地球主人发出的指令，4个辅助发动机启动正常。

这是人类最远的一次遥控活动，也是对旅行者1号最后一次发出要求。

这以后，旅行者1号就按照设定好的航线，无牵无挂自主的向太阳系外飘去，剩余的一点点电力还继续将一些简单信号发送回来。

到了2025年，旅行者1号的三块核电池都将耗尽，旅行者1号完全失去了任何动力，只依靠惯性，以每秒相对太阳17千米的速度向太阳系外飞去。

17600多年后，将飞出太阳系边缘的奥尔特云带；4万年后，会经过向我们靠近的蛇夫座AC+79 3888恒星；73600多年后，经过半人马座比邻星。然后，向银河系中心飞去，一往无前。

那时候，我们早已经不知去向，我们的子孙的子孙的子孙还在吗？

除非那时候人类已经实现了存在形式的升级，已经脱离肉身，以意识形态存在，否则都不在了。人类还在吗？也很难说。

不过旅行者1号还在，如果它不被某个天体引力拉拽坠毁，或亿分之一的机会被一颗小行星撞毁，它将永远的飞下去。

在太空真空条件下，10亿年后，它携带的金唱盘依然如新，将配套的金刚石唱针放上去，就会清晰的诉说地球的故事，播放人类的各种音乐。

那里面有人类用55种语言的问候，有世界各地的歌声和婴儿的啼哭，有鸡鸣狗叫鸟语鹿鸣。

如果真的有地外文明存在，又恰好捕获了旅行者1号，它们凭借上面携带的一小块高纯度的铀238，和翻译出来的地球故事，就会知道旅行者1号来自何方，什么时候出发。

因为铀238的半衰期为44.7亿年，只要它们有地球文明的水平就能够检测出来。

茫茫深空会有地外文明发现这个孤独的人类使者吗，这是个未知数。

不过那时，或许地球已是沧海桑田。

如果那时候，人类已经灭绝了，而且遗迹也被大自然湮灭了，旅行者1号将成为我们人类这个渺小的生物，在宇宙中存在过的唯一证据。

扯远了。

旅行者1号是人类飞行最远的飞行器，能够遥控它，其他的都是小儿科。

旅行者1号上面携带了一个23瓦的无线电台，信号十分微弱，为了使远距离的地球能够收到它的信号，探测器上加装了一个3.7米的高增益天线，将信号放大。

仅此而已，人们不能够在远航的飞行器上加载更多的通信设施，否则这个飞行器岂不光用于通讯了，还探测个毛？

为了弥补探测器信号的微弱，只能在地面上做文章。

解决方案就是强大的深空网络(Deep Space Network, DSN)。

NASA在加州、澳洲、西班牙等三个地方，建立了巨大的射点望远镜阵列，每台口径达到70米，并把它们全球联网。

这就是深空网络，各个基地呈120度分布，使观测不受地球自转影响，能够对远航的探测器全方位无缝对接，不间断监测。

这个网络既用于深空探测器的操控，也支持某些特定的地球轨道任务，还是地球上最敏感的科学研究通信系统。

具备了强大的接受和发射功能，还要配置强大的跟踪系统，精准对焦测距，让信号能够准确到达被遥测飞行器。另外还需要精细的计算提前量，根据任务要求使操控信号按照需要的时间位置到达飞行器。

这就是人类远程操控深空探测器的方法，谢谢阅读。

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热心网友时间：2023-05-19 00:43

其实远离地球的太空探测器也是用无线电来控制的。

什么是太空探测器？

太空探测器是空间探测的范围集中在地球环境、空间环境、天体物理、材料科学和生命科学等方面。

向飞行在太空中的探测器发送信号，或接收来自宇宙探测器发送的信号，与我们接收地球上的广播、电视信号的方法区别不大，也是用的电磁波，就是无线电信号。

那星际间的无线电传送是和地面上的一样的么？

一样的，如果说区别，就是星际间无线电信号都是定向传送的。

这个过程又是如何的呢？

首先，地面控制信号先转换为无线电信号，通过大型抛物面天线（就像雷达或接收卫星电视信号的“大锅”一样）向着宇宙探测器所在的方向发射出去，当这些无线电信号被探测器上安装的小型抛物面天线接收到后，转换为电信号，用来对探测器进行控制。

探测器拍摄的照片、接收到的宇宙信息等，也是先转换为无线电信号，再向着地球的方向发射出去，再一次被地面上的大型抛物面天线接收到，转换为电信号，放大后还原为原始信号，如照片或电脉冲等。

实际的操作中要复杂一点，因为宇宙中也有背景信号的干扰，如果想获得清晰的信号，选择合适的无线电波段、采用扩频技术、降低信号中的数据量、使用高增益天线、尽可能增大天线的直径都是很有必要的，通这样的调节，才能使我们能够对数十亿千米以外飞行的宇宙探测器实现精准控制，并接收到它们发送回来的信号。

我国向外太空发射的太空探测器

嫦娥一号

嫦娥一号卫星中国首颗绕月人造卫星嫦娥一号是我国首颗绕月人造卫星。总重量2350千克左右，太阳能电池帆板展开长度18米，预设寿命1年。该卫星的主要探测目标是：获取月球表面的三维立体影像、分析月球表面有用元素的含量和物质类型的分布特点、探测月壤厚度和地球至月亮的空间环境。嫦娥一号卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心升空，2009年3月1日完成使命。

嫦娥二号

嫦娥二号卫星中国第二颗探月卫星嫦娥二号卫星，是中国第二颗探月卫星、第二颗人造太阳系小行星，于2010年10月1日在西昌卫星发射中心升空并顺利进入地月转移轨道。嫦娥二号获得了分辨率优于10米月球表面三维影像、月球物质成分分布图等资料。随后完成进入日地拉格朗日L2点环绕轨道进行深空探测等拓展试验以及飞越小行星4179等再拓展试验。

嫦娥三号

嫦娥三号探测器我国第一个无人登月探测器嫦娥三号探测器是我国嫦娥工程二期的探测器，是我国第一个月球软着陆的无人登月探测器。于2013年12月2日在西昌卫星发射中心升空，14日成功软着陆于月球雨海西北部，15日完成着陆器巡视器分离，并陆续开展了“观天、看地、测月”的科学探测和其它预定任务，取得一定成果。嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作最长纪录。

嫦娥四号

嫦娥四号于2018年12月8日发射升空；于2018年12月12日完成近月制动，被月球捕获；于2019年1月3日在月球背面预选区着陆；于2019年1月11日与玉兔二号完成两器互拍工作。

嫦娥五号

2020年11月24日，长征五号遥五运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道。嫦娥五号（Chang'e 5），由国家航天局组织实施研制，是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，为中国探月工程的收官之战。

萤火一号

萤火一号火星探测器我国第一颗火星探测器萤火一号，是中国火星探测计划中的第一颗火星探测器。于2011年11月8日搭乘俄罗斯的福布斯号采样返回探测器一起发射升空。11月9日，俄方宣布福布斯－土壤号火星探测器变轨失败，受此影响萤火虫一号发射失败。此前规划的探测目标是对火星的空间磁场、电离层和粒子分布变化规律，以及火星大气离子逃逸率进行探测等。