人類如何遙控操作遠離地球的太空探測器?
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太空
探測器
遠離地球幾億公里,人類還能操控,距離如此之遠如何能遙控?
這個很簡單,就像遙控無人機一樣,這邊一按,那邊就有響應了。
不過,飛得太遠,就有延時而已。不但會有延時,還有傳送接收都需要更大的功率和精準度。
人類飛得最遠的太空探測器是
旅行者
1號,截止到我寫著這篇文章的2020年5月24日13點12分,NASA網站監控旅行者1號的即時資料表明,旅行者1號距離太陽223。33億千米,距離地球222。1億多千米;目前的飛行速度相對太陽為17km/s,相對地球速度為29。9千米/s。(下圖)
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不過現在旅行者1號只有很少的儀器還在工作,只是還在傳送一些資料回來,這邊已經停止了對它的操控。
最後一次對旅行者1號的操控,是在2017年11月28日。
NASA的科學家透過收集到的資訊發現,旅行者1號主發動機功能弱化,為了啟動了休眠30多年的輔助發動機,透過深空網路,向旅行者1號發出了指令。
當時的旅行者1號距離地球200多億千米,訊號以每秒約30萬千米傳輸過去,需要19個多小時才能到達旅行者1號,又過了19個多小時人們收到了旅行者1號的回信。
旅行者1號的應答表明,它忠實的執行了地球主人發出的指令,4個輔助發動機啟動正常。
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這是人類最遠的一次遙控活動,也是對旅行者1號最後一次發出要求。
這以後,旅行者1號就按照設定好的航線,無牽無掛自主的向太陽系外飄去,剩餘的一點點電力還繼續將一些簡單訊號傳送回來。
到了2025年,旅行者1號的三塊核電池都將耗盡,旅行者1號完全失去了任何動力,只依靠慣性,以每秒相對太陽17千米的速度向太陽系外飛去。
17600多年後,將飛出太陽系邊緣的奧爾特雲帶;4萬年後,會經過向我們靠近的蛇夫座AC+79 3888恆星;73600多年後,經過半人馬座比鄰星。然後,向銀河系中心飛去,一往無前。
那時候,我們早已經不知去向,我們的子孫的子孫的子孫還在嗎?
除非那時候人類已經實現了存在形式的升級,已經脫離肉身,以意識形態存在,否則都不在了。人類還在嗎?也很難說。
不過旅行者1號還在,如果它不被某個天體引力拉拽墜毀,或億分之一的機會被一顆小行星撞毀,它將永遠的飛下去。
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在太空真空條件下,10億年後,它攜帶的金唱盤依然如新,將配套的金剛石唱針放上去,就會清晰的訴說地球的故事,播放人類的各種音樂。
那裡面有人類用55種語言的問候,有世界各地的歌聲和嬰兒的啼哭,有雞鳴狗叫鳥語鹿鳴。
如果真的有地外文明存在,又恰好捕獲了旅行者1號,它們憑藉上面攜帶的一小塊高純度的鈾238,和翻譯出來的地球故事,就會知道旅行者1號來自何方,什麼時候出發。
因為鈾238的半衰期為44。7億年,只要它們有地球文明的水平就能夠檢測出來。
茫茫深空會有地外文明發現這個孤獨的人類使者嗎,這是個未知數。
不過那時,或許地球已是滄海桑田。
如果那時候,人類已經滅絕了,而且遺蹟也被大自然湮滅了,旅行者1號將成為我們人類這個渺小的生物,在宇宙中存在過的唯一證據。
扯遠了。
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旅行者1號是人類飛行最遠的
飛行器
,能夠遙控它,其他的都是小兒科。
旅行者1號上面攜帶了一個23瓦的無線電臺,訊號十分微弱,為了使遠距離的地球能夠收到它的訊號,探測器上加裝了一個3。7米的高增益天線,將訊號放大。
僅此而已,人們不能夠在遠航的飛行器上載入更多的通訊設施,否則這個飛行器豈不光用於通訊了,還探測個毛?
為了彌補探測器訊號的微弱,只能在地面上做文章。
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解決方案就是強大的深空網路(Deep Space Network, DSN)。
NASA在加州、澳洲、西班牙等三個地方,建立了巨大的射點望遠鏡陣列,每臺口徑達到70米,並把它們全球聯網。
這就是深空網路,各個基地呈120度分佈,使觀測不受地球自轉影響,能夠對遠航的探測器全方位無縫對接,不間斷監測。
這個網路既用於深空探測器的操控,也支援某些特定的地球軌道任務,還是地球上最敏感的科學研究通訊系統。
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具備了強大的接受和發射功能,還要配置強大的跟蹤系統,精準對焦測距,讓訊號能夠準確到達被遙測飛行器。另外還需要精細的計算提前量,根據任務要求使操控訊號按照需要的時間位置到達飛行器。
這就是人類遠端操控深空探測器的方法,謝謝閱讀。
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