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精华旅行者1号飞行40年,地面如何控制远在209亿千米外的探测器?
发信人: 淡淡的蛋蛋  版面: 综合交流  浏览: 2890  回复: 0
1 楼  淡淡的蛋蛋   发表于: 2017/11/4 21:22:34    编辑   


目前,在太空中飞得最远的人造物体是旅行者1号,它于1977年由美国航空航天局(NASA)发射,并于2012年越过了太阳风层顶,成为历史上第一个进入星际介质的太空探测器。迄今为止,旅行者1号已经在太空中飞行了40年,目前距离我们大约140天文单位(209亿千米,19光时)。另一艘太空探测器“旅行者2号”也于1977年发射,直到现在仍然是造访过两大冰巨星(天王星和海王星)的唯一太空探测器。

还有其他的太空探测器已经到达或即将到达太阳系的“边界”,这是一个十分遥远的距离。由于目前发射的深空探测器都是无人驾驶,那么,它们在太空中如何知道该往哪里飞呢?如何不会撞上其他天体呢?

与遥远的太空探测器通信



如前所述,这些深空探测器一直在远离地球,现在与我们相距已经十分遥远。即便如此,我们也可以通过无线电波与这些太空探测器进行通信。无线电波是一种电磁辐射,其传播速度为光速。即便是以光速传播,信号从旅行者1号传到地球也需19个小时,将近一天的时间。同样地,地面的深空网络发送信号给旅行者1号也需19个小时。既然深空通信存在如此巨大的输入延迟,太空探测器是如何进行导航的呢?

太空几乎是空荡荡的

虽然太空中游荡着数量众多的小天体,但相对于浩瀚的宇宙空间是微不足道的,太空基本上是空荡荡的。太空探测器不大会从密集的小天体中穿过,也不会受到这些天体的引力影响。

太空探测器的飞行路线是可预测的



在发射探测器之前,科学家投入了大量的精力(几个月甚至几年的时间)来设计太空探测器的飞行路线。由于太阳系中大型天体的相对位置是已知的,通过精密计算可以确定太空探测器的飞行路线,使它们在飞行过程中几乎不会遇到任何意外。由于科学家确切知道太空探测器的飞行路线,所以他们可以提前预知探测器未来将会遇到哪些天体。

还有一些未知的天体在距离探测器数千公里远的地方就会被探测到,所以地面人员有足够的时间重新调整探测器的航向。因此,即便信号延迟了19个小时,地面的深空网络还是能够引导旅行者1号在太空中飞行。当然,如果旅行者1号突然遭遇了不测,由于信号延迟,地面人员也无能为力。
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