旅行者一號飛行40多年，距地約233億公里，為何還能與地球通訊？

大家知道以下這張圖片裡標註的

小藍點

是什麼嗎？正是咱們的

地球

。

這是美國宇航局和噴氣推進實驗室使用全新的影象處理方法，復原和改進的一張照片。

它是旅行者一號於1990年2月拍攝的，那時候它距離地球大概64億公里。

如今時光荏苒，

旅行者一號已經在太空中飛行40多年了，與我們之間相隔的距離也增加到了約233億公里。

那麼，與人類已經相隔甚遠的旅行者一號，為何還沒有失聯，依舊能與地球

保持通訊

呢？

旅行者一號的旅程

首先讓咱們一起來回顧一下

旅行者一號的宇宙驚奇之旅

。

大家都知道，上世紀在美蘇冷戰的背景下，太空競爭顯得異常激烈，在這種背景下，許多耗資

重大的航天計劃

都變成了現實。

這之中最

“燒錢”

的恐怕就是大家都熟悉的

阿波羅探月

了，不過除了它以外，剩下的探測器也很費錢，諸多探測器加在一起的錢也不是個小數目。

在1967年時，噴氣動力實驗室的航天工程師蓋瑞·弗蘭德

發現了一個好機會，這個機會是當十年以後，

土星、木星、天王星等行星的相對位置，可以讓地球探測器實現“借力飛行”

，就和大家在《流浪地球》當只能怪看到的

引力彈弓

差不多。讓人造飛行器藉助天體的引力來

加速

，以此節約飛行所需能量。

就這樣

“旅行者兄弟”

誕生了，它們肩負著不同的任務於

1977年先後啟航

，開始了自己的冒險之旅。

旅行者一號的主要目標是木星、土星、土星的衛星以及土星環

，它每造訪一個天體，都會使用自帶的高解析度相機為其拍照。這些照片，為人類帶來了

視覺盛宴

。

到了

1990年

時，旅行者一號的任務圓滿完成後，科學家為了

節省能源就關閉了它的相機

，並在這之前讓它拍下了咱們上文中提到的那張

“暗淡藍點”

，這是它在朝著遠方狂奔之前，

最後一次回望地球。

那麼，如今已經離人類更遙遠的旅行者一號有沒有

失聯

？它是透過什麼依舊與我們保持聯絡的呢？

為何能與地球保持通訊？

從科學家公佈的相關資料來看，

旅行者一號可能到2025年就要與人類徹底斷聯

，變成一個流浪探測器了。不過在這之前，已經

風燭殘年的它

依舊能夠與我們保持短暫的聯絡，

傳遞迴一些資訊。

在許多人看來，這已經不是“跨地通訊”了，快要進展到

“跨系通訊”

了，畢竟如今的旅行者一號

已經飛出了日球層頂

，脫離了太陽風的影響，常常被人稱為飛出了太陽系。

能保持這樣的穩定聯絡，只能依靠

無線電通訊手段

。因此，旅行者一號身上裝有的

高頻段通訊裝置

就顯得尤為重要了，在

通訊頻率為8.42GHz

的頻段下，不僅能保證傳播資訊，受到的干擾也比較小。

除此之外，大家應該能夠看到旅行者一號身上那根長長的天線，這根天線正是

高增益天線

，它不僅可以

增強訊號

，還可以在“導航裝置”陀螺儀的指引下，將天線一直對著地球這一方。

當然，僅僅旅行者一號付出努力還不夠，地面為了能夠接收它的訊號，還要擁有

強大的測控網

。NASA的絕大多數深空探測任務，都會使用到

位於西班牙、美國加利福尼亞及澳大利亞的深空測控網

，來

傳送指令接受資訊

，同時監測旅行者一號的狀態。

資料顯示位於澳大利亞的DSS-43測控天線建成於1972 年，其直徑達76m，是全球深空測控網中最大的無線電天線之一，可以在S波段（頻段為 2~4GHz）下工作，與相匹配的遙遠深空探測器進行通訊。

值得一提的是，雖然使用了最佳的頻段，還有諸多輔助裝置，但是由於相距223億公里確實有些遠，所以有時候

訊號會在半路有所缺失

，或者在地面接收到的

訊號異常的弱

。

在這種情況下，

科學家就會使用比地面站面積大千倍的拋物面天線來聚焦接收訊號，並且為了提高其靈敏度還會特別維持低溫。

所以，雖然知道

旅行者一號已經時日無多

，但是為了得到更多的來自星際空間的資料，科學家依舊會在計劃的時間內與它

建立聯絡

。

而如果大家有幸到

美國宇航局噴氣動力實驗室

，這個旅行者一號誕生的地方遊覽時，你會發現研究人員正在維護一些看起來和這個時代脫節的機器，這就是用來與它們保持聯絡的東西。

實際上，科學家根本沒想過要讓旅行者一號飛這麼遠，甚至肩負起探索星際空間的重任。

早在1990年順利完成任務後，旅行者一號本就該退休了。

後來這30多年的探索，都是它在

“加班”

。不過它在後來發送回來的有關日球層頂的資訊，還是為宇宙探索做出了極大的貢獻。

美國馬薩諸塞州波士頓大學的天體物理學家說梅拉夫·奧佛（Merav Opher）表示，“旅行者”1 號離開日光層後返回的資訊 “是我們從這一區域唯一可以獲得的資料，這是令人難置信的成就。”

那麼，旅行者一號在徹底與人類失聯之後，會迎來怎樣全新的“人生”呢？它的兄弟探測器旅行者二號，也會與我們失聯嗎？

旅行者兄弟的未來

在旅行者一號成功飛出日球層頂之後，

旅行者二號也

隨之離開，雖然從方向上來看它們已經完全錯開了，但是看在身處同一片

星際空間

的份上，依舊當它們是在繼續作伴吧。

根據主持該探測計劃，操縱旅行者兄弟在宇宙中游走的

艾德·斯通

表示，旅行者一號每年依舊會向前飛行很遠的距離，在這種情況下它的

訊號會變得越來越弱。

因為其自帶的鈽產生器放射性衰變只能供給315瓦的電量，而這種電量每年都會衰減4瓦甚至更多。

在這種情況下，他們已經從2007年開始，

先後關閉了多個系統用來節省用電。

而這也無法阻擋該探測器的衰敗之勢，預計到

2025年

的時候，旅行者一號的電量就將

完全耗盡

。

到那時，它會帶著金色唱片在星際空間中漂流，直到等到一位

“太空有緣人”

撿到它，一睹人類文明的模樣。

至於它的兄弟探測器

旅行者二號

，由於裝有的電池能源和它是同款，所以也會在未來與我們失聯。不過它

飛得沒有旅行者一號遠

，截至2020年，旅行者二號和地球之間的距離大概為

187億公里

。

並且由於此前

澳大利亞的深空測控網和站點進行維修升級，

旅行者二號就已經與地球斷聯，直到半年左右

，人們再度向其傳送指令

，然後經過了

34小時48分鐘

的等待，才收到它的回覆。

從目前的情況來看，

旅行者二號斷聯的時間可能會稍晚一些。

值得一提的是，在旅行者二號的身上也搭載著

金色的唱片

，裡面錄有地球之音，不僅有各國的問候語還有相關的名曲。

除此之外，裡面還存著一些有關人類和地球文明的照片。

這張唱片可以在太空中保留10億年之久

，換句話說就算未來人間已經滄海桑田，地球已經換了數代生物，這張唱片依舊會跟著探測器久久的漂流在宇宙之中，

訴說著人類的過往和傳奇。

當旅行者一號和旅行者號二號斷聯數年之後，

人們可能就會將它們淡忘。

但是設計者卻表示，這兩個探測器既然決定前往星際空間，那就

註定是孤獨的

。

所以他們才會在這些探測器的照片上寫下這樣一句話，

“每當人們不再關注我，我就假裝自己離開了太陽系。”