旅行者|这是地球的呼叫,你收到了吗?失控7个月的旅行者2号终于给出回应


旅行者|这是地球的呼叫,你收到了吗?失控7个月的旅行者2号终于给出回应
文章图片
旅行者|这是地球的呼叫,你收到了吗?失控7个月的旅行者2号终于给出回应
文章图片
旅行者|这是地球的呼叫,你收到了吗?失控7个月的旅行者2号终于给出回应
文章图片
平均每176年 , 地球、木星、土星、天王星以及海王星就会排成一条线 , 这就意味着 , 如果我们在这段时间里从地球上发射一个探测器 , 它就能够连续地利用太阳系的四大巨行星的“引力弹弓” , 从而飞得更快 , 也飞得更远 。
大名鼎鼎的旅行者1号和2号探测器就是在这种情况下发射的 , 它们于1977年发射升空 , 在经过长达43年的漫长飞行之后 , 现在早已进入了星际空间 。 时至今日 , 旅行者1号地球的距离已经高达226亿公里 , 成为了距离地球最远的人造物 , 而旅行者2号也远在188亿公里之外 。
【旅行者|这是地球的呼叫,你收到了吗?失控7个月的旅行者2号终于给出回应】在如此遥远的距离上 , 地球对它们的控制并不总是一帆风顺的 , 事实上 , 从2020年3月开始 , 旅行者2号就进入了失控状态 , 并且持续了7个月的时间 , 直到10月底 , 失控7个月的旅行者2号才给地球发来信息:你好 。 这是怎么回事呢?我们需要先来了解一下地球与旅行者2号是怎么通信的 。
地球与旅行者号之间的通信并没有什么神秘的黑科技 , 实际上 , 其采用的依然是我们熟悉的无线电通信技术 , 只不过为了更好地在深空里发送和接收无线电信号 , 旅行者2号携带了一口直径3.7米的“大锅” , 这被称为“高增益天线” 。
“高增益天线”的作用是将无线电信号集中于一个方向 , 这样就可以大大增强信号传输的距离 , 除此之外 , 旅行者2号还配备了高精度的陀螺仪 , 从而保证了“高增益天线”能够时刻对准地球的方向 。
我们都知道 , 随着距离的增加 , 无线电信号就会衰减得越来越厉害 。 为了应对这种情况 , NASA在地球上建立了一个强大的无线电通信系统——“深度空间网络”(Deep Space Network , 简称DSN) 。
简而言之 , “深度空间网络”由一系列的天线阵列组成(最大的天线直径可达70米) , 迄今为止 , 该网络在地球上共有三个站点 , 分别是戈尔德斯通深空站(位于美国加州的莫哈维沙漠)、马德里深空站(位于马德里西面60公里处)以及堪培拉深空站(位于堪培拉西南面40公里处) 。
从上图中我们可以看到 , 这三个站点呈120度分布 , 这样就可以避免地球自转带给来的影响 , 从而让人们能够更加有效地与深空中的探测器进行通信 , 并加以控制 。
需要指出的是 , 旅行者2号的情况比较特殊 , 在1989年的时候 , 为了能够近距离地探索海王星的卫星——海卫一 , 控制人员将旅行者2号的飞行轨道进行了偏转 , 其方向就是相对于黄道面向下 , 也就是地球南极所在的方向 , 自此之后 , 旅行者2号就“一路向南” , 越飞越远 。
在这种情况下 , 就只有位于南半球的堪培拉深空站能够与它进行通信了 , 然而由于堪培拉深空站已经运行了将近50年的时间 , 各种设施都显得越来越力不从心 , 因此在2020年3月 , 科学家不得不对其进行更新换代 , 而在下线的设施中 , 就有目前唯一的一个能向旅行者2号发送指令的天线 , 于是旅行者2号就进入了失控状态 。
直到10月底 , 更新换代的工作才初步完成 , 科学家赶紧向旅行者2号发送了信息 , 大概意思就是 , 这是地球的呼叫 , 你收到了吗?幸运的是 , 在经过34小时又48分钟的忐忑不安之后 , 失控7个月的旅行者2号终于给出回应 , 它在188亿公里之外给地球发来一条信息:你好(Hello) 。