旅行者一号是如何准确的把信号发送到数百亿公里之外的地球上的? 旅行者1号是怎样正确地把信号发送到数十亿公里以外的地球上的?

作者&投稿:冀芸 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
探测器仪表板上的大部分仪表都被关闭了,以节省电量;
· 探测器有一个陀螺仪,该陀螺仪是一直朝向地球的;
· 探测器所发送的信号带宽非常窄,可以过滤掉外部信号源,减少干扰;
· 信号的传输频率比较高,跟广播、电视、GPS、手机等其他常用仪器的传输频率不一样;
· 探测器采用的是数字信号传输,可以进行纠错,添加控制位,以便了解传输过程中是否发生了错误、发生在哪里;
· 为了简化接收,信号传输速度非常慢,每秒只有160位;
· 太空中有一系列巨大的碟形天线,即美国国家航空航天局建立的深空网络,该网络专门用于获取最忠实的信号表示;
· 人们发现在检索不可恢复的位时,信号噪声更大的位会反转,直到纠错成功;
· 虽然美国已经削减了旅行者1号的开支,但仍然在投入资金。该探测器现在使用的还是上世纪七十年代的旧技术,但仍然在正常运转,能够保证与地球的通信



旅行者1号,距离地球有216亿公里,是如何把信号传回地球的?



探测器所发送的信号带宽非常窄,可以过滤掉外部信号源,减少干扰

号的传输频率比较高,跟广播、电视、GPS、手机等其他常用仪器的传输频率不一样

旅行者1号是如何正确地把信号发送到数十亿公里以外的地球上的?~

第一 在理论上来讲无线电波在真空状态下一般就是考虑由能量扩散引起的损。损耗并不大,旅行者上面的发射机功率并不大只有十几瓦的样子比我们用的对讲机大些但远比不了车载电台或者基地电台。

这倒不是因为它的功率放大级做不了那么大,只是因为没有必要做的那么大,就算星上发射功率一千瓦,回到地球还是这个屌样子,比二十几瓦好不到那里去,功率不做大还有一个最重要的原因就是星上的核电池不支持发射机的功耗。

在没有太阳光的日子里,电能变得非常重要了,因为星上还有一个用电大户,那就是里面的空调系统,在零下二百多度的空间里没有空调的话里面的电子器件分分钟就玩完。
第二 下行的信号很弱就得用增益超大的天线,就是我们平常说的大锅,几十米的直径一个,若干个还能组成天线阵列来增加系统的增益,在地面有的是空间和电力。

可以把接收系统做的很牛逼,可以努力降低频率震荡的相位噪声,也可以利用低温来实现器件的低噪声,还能利用更低的温度在关键节点实现超导,用尽种种办法来降低系统的噪声,噪声下去了,信噪比就上来了。
第三降低发信机发信的速率,很慢的一个字节一个字节发送,我们地球人有的是时间,磨刀不误砍柴工,速度慢些也比下来一大堆乱码要好得多,再说这发射机和数字调制系统还是几十年前的东东,你想快都快不了,星上的RAM读取时间也不会很快,调得快点容易死机。
估计星上的内存应该是有坏的经过优化后凑合着用呢,转发器上面的功率放大系统应该也不止一套,估计也是在用备份得了。

旅行者1号和地球的通信基于无线电波,信号会以光速在空间中传播。地球上想要接收到旅行者1号的有效信号非常困难,因为无线电信号的强度遵循距离的平方反比定律,这意味着信号经过长距离的传播之后,其强度会大幅度减弱。

据估计,当旅行者1号发射的信号到达地球时,其强度只有发射时的100万亿亿分之一。再加上旅行者1号的信号发射机的功率非常低,仅为20瓦左右,所以地球上所能接收到的信号极度微弱。

216亿千米之外的旅行者一号和今天的我们一样也是使用电磁波来互相联系的,不过NASA的科学家们在设计旅行者一号时就为它装上了高增益天线并赋予了它自动对准地球的功能,这样一来旅行者一号发射的电磁波在飞行20多光时后就能被NASA设在地球上的深空网络所接收到。旅行者一号和地球的通讯本质上就是高增益天线发射的电磁波被地球上的深空网络系统所接收到这么一个过程。

在这个距离上,地球人类发送一个指令就需要将近二十个小时的时间才能被"旅行者1号"接收到。在不考虑宇宙飞行器是否需要执行时间的情况下,单单一问一答就需要近四十个小时的传输时间。如今已经81岁的爱德华·C·斯通等科学家仍在负责该探测器的运行,一些工程师仍在编写旅行者1号使用的定制汇编器的代码。

目前距离我们最遥远的人造物是"旅行者1号"吗?它怎么传输信号回地球?
答:因此,工程师们在旅行者1号上安装了一台核发电机,这就是为什么它能一直飞行的原因。据科学家称,由于该飞机是在20世纪70年代末设计的,当时人类通信技术至今尚未发展,旅行者1号最初通过无线电将数据传回地球,地面工作人员也通过无线电波向旅行者1号发送信号。虽然无线电波在宇宙中的传播速度可以达到...

远在220亿公里外的旅行者一号,是通过什么把信号传到地球的?
答:据我了解,太空基本是真空的,波在真空中不受外界干扰,可持续数亿年或永远。并不是像在地球上受介质干扰会不断衰减,所以有很多宇宙大爆炸时的波还存在于宇宙中,人类就是靠捕捉这些波,探索宇宙深处的奥秘。估计旅行者号就是利用了波的这种特性,接收照片的。中国其实也在作,东方红一号上天后,那...

已经飞了40多年“旅行者一号”为什么我们还能接受它的信号呢?
答:可实际上,并非如此,太阳风传递的最远位置并不是太阳系的边界,旅行者1号还需要近几万年的时间,才能够彻底离开太阳系,因为太阳的引力估计可以控制2光年这么远的距离,那么旅行者1号究竟要如何和地球保持通讯?科学家们在设计之时,就想到了这一点,为它设置了高增益天线,来帮助它将信号集中,以期...

旅行者一号的信号传回地球需要多久
答:尽管科学家们采取了各种措施,但由于距离实在太远,再加上外太空中的高能辐射以及无线信号受到的自然干扰,会对信号产生影响。因此,为了提高数据传输的准确性,在将声音、图像等信息编码成无线信号的过程中使用了多种纠错码。这也使得旅行者1号能够在外太空200亿公里之外将信号发送回地球。旅行者1号内部...

无线电信号有多快?旅行者1号发射信号到地球大概多久能收到?
答:无线电信号就是电磁波信号,其在真空中传播的速度为光速,即300000km/s。所以需要时间为178亿/30万=16.5小时。旅行者探测器上带有定位装置的,可以知道地球的位置,所以信号的发射方向是指向地球的。

已经飞了40多年“旅行者一号”,为何我们还能接受到它的信号?
答:显而易见,旅行者所带回的消息都是极具科研价值的。为了能准确无误的接收到这些有价值的信息,科学家们也已经想出了相应的解决办法——那就是在太空中建立一个特殊的网络来接收旅行者一号所传输回来的信息,就像一个中转站一样,将微弱的信号收集并无限放大,并准确传输回来。但虽然如此...

信号强度只有最初的63万亿亿分之一,为什么旅行者1号还能保持通信?_百度...
答:NASA知道旅行者1号此行路途遥远,通信将会变得十分困难,所以NASA早有准备。旅行者1号背着一个直径达到3.7米的“大锅”,那是一个高增益抛物面天线,用于无线电信号的接收与发送。同时,旅行者1号还配备精度非常高的陀螺仪,使得天线能够对准地球。在地球上,NASA在世界的三个地方部署了深空网络,其...

旅行者一号现在飞到哪里了 信号从地球传到旅行者一号需要多长时间_百度...
答:至于36年前的水平,一是因为着急,“幸运的是,这次任务刚巧碰上了176年一遇的行星几何排列……”;二是因为冷战特殊时期举国上下玩航天花钱不眨眼。技术也要有钱才能实现,后续发射的有些探测器的指标还不如旅行者1号,就是因为资金有限。而且,在旅行者1号之前,二战结束后的50年代和60年代,美...

旅行者一号已经飞行四十年之久,为何人类仍然能接收到信号?
答:旅行者1号的信号传送装置旅行者1号上除了有人们经常谈论、载有人类各种信息的“金唱片”之外,还装备了慢速扫描彩色电视,用来在旅行中拍摄各种星空和行星图像,然后把这些探测得到的数据和图像传回给地球。由于预计到旅行者以后会到达非常遥远的深空,科学家们为了解决信号传输问题,特意给旅行...

旅行者1号的信号频段是多少mhz
答:为了探测到这种极度微弱的信号,NASA专门建造了深空网络(DSN),这样地面控制中心可以实现对旅行者号的信号接收与发射。主要有以下几点措施:(1)地面上使用高增益天线,直径达70多米,能把接收到旅行者1号的信号放大数亿倍;(2)旅行者一号的通讯频率高达8GHz,这个频段上几乎没有任何干扰,也就是...