旅行者1号，是由美国宇航局在1977年9月5日发射的第一艘无人太空探测器，到现在，它已经飞行44年，距离地球227亿公里。如此远的距离，太空探测器是怎么被控制的？它又是如何将宇宙图像传到地球的呢？

大家好，我是你们的二师姐，下面由我来为你解答。

旅行者1号设计之初

在最开始，NASA（美国航空航天局）设计它的目的是探测木星与土星及其卫星与土星环。但在飞行的过程中由于没有顺利进入轨道，直接向太阳系外飞去。这也开启了旅行者1号漫漫的长征路。

令人吃惊的是，旅行者的设计寿命只有五年，而它已经飞行44年了，总计行驶了227亿公里的距离，现在它依然以17km/s的速度继续前行。

人类至今为什么还能联系到它？

作为离地球最远的探测器，人类是靠什么与它联系的呢？答案其实很简单，就是无线电波。在70年代末，人类通讯科技还不是很发达，所以旅行者1号与地面的联系都是靠无线电波来实现的。

无线电波，听起来有点难懂。日常生活中，随处可见它的身影。比如我们的收音机，就是运用无线电波来传输音频的。不一样的是，旅行者一号电波的传输难度要大上千万倍。

因为无线电信号遵循一个原则，飞行器飞得越远，它的信号就越弱。要想使得飞行器飞得很远还要保持联系，必须使用先进的科技。

设计者使用高频段通讯，并选择了8GHz频段。这个频段的优点是干扰极少，能最大程度保障信道的畅通无阻。

工程师还在旅行者1号“头顶上”设计了一个一个直径长达3.7米的高增益天线，并安装了一个精密的陀螺仪，这陀螺仪看上去像个大锅，但是大家可别小瞧了它强大的功能。这个“大锅”从始至终对准地球，方便了旅行者1号信息的传输。

为了尽可能使得飞行器与地面保持联系，当时的设计者在旅行者1号的追踪设计上花了很多精力。可是，光是这样还是不够。因为旅行者1号给地球发射的无线电波其信号强度是有限的。

到2021年，旅行者1号的信息经过20多个小时的传播到达地球变得十分微弱，地面上的人员接受到的信号强度只有最初的100万亿分之一。要想更好地实现信息传递，还必须要有先进的地面接收设备。

为此，NASA在美国加州、西班牙马德里、澳大利亚堪培拉三处建立了深空通信设施。这三处呈120度分布的设施，构成了深空网络系统。这类似于一个望远镜，可以将远处传来的微弱电波进行放大，进而开始分析。也就是说，旅行者1号在天线功率只剩20瓦的情况下，地球依然能接受到它发来的数据。

所以到现在，人类与旅行者1号还可以进行联系。只是因为距离太远，两者之间的沟通延时很长。无线电波虽然以光速将信息传回地球，也需要 20小时31分钟才能被地球接收到。而地球发送的数据，也需要同样长的时间才能传到旅行者1号。

少量燃料的旅行者1号，为什么能飞这么久？

与现在发射的探测器不同，旅行者1号使用的是核能。那飞行44年之久，岂不是需要很大的能量么？在这里，二师姐要敲黑板了，牛顿第一定律中说过，运动本身是不会消耗能量的，改变运动状态才会消耗能量。

在发射的时候，用以将飞行器推上太空的升力早就消耗掉绝大多数的能量，飞行器本身只携带少量能量。当飞行器进入真空的太空时，没有任何阻力抵挡它，整体平衡的它，会一直做匀速直线运动。

飞行器携带了燃料，不过，这燃料可不是用来加速的，而是用来调整它自身的飞行方向。因为在飞行过程中，旅行者1号 是有可能碰上陨石或者其它星球的，改变方向可以避免撞击。如果没有出现阻拦，它就可以永远地运动下去。

还能联系多久，旅行者一号的结局如何？

然而，随着工作年限越来越长，总有一天旅行者一号身上的能量会耗尽，这时，它便无法向地球发射电波，会彻底与地球失去联系，并成为漂浮在宇宙中的一颗流浪探测器，一直坚定不移地“走下去”。

旅行者1号携带着一个铜制的镀金磁盘唱片，还有一个金刚石留声机针，这个唱片哪怕过十亿年也音质也不会有任何改变。到那时，也许它就成了人类文明的使者，在大约4万年后抵达临近恒星时，让外星生物知晓还有人类的存在。

可是霍金预言，外星人如果比我们更高级，可能会给地球带来灭顶之灾，这将是星球之间的战争。但是没有人能知道4万年后的人类会发展成是什么样，也没有人知道，人类与外星生物相比是不是会更低级。

一切都是未知的，但是就是因为宇宙的神秘，才促使一代又一代的人们为了它，而不断发展航天科技。我也相信有一天人类会与外星生物和平共处。

对此，你有什么想说的呢？欢迎在评论区留言。#全能创作家#

我是二师姐，关注我，带你了解更多科普小知识。