飛到148.6天文單位外!最遠人造物跟人類通訊42年,靠兩種高科技

2020-03-11     趣味探索

趣味探索訊 對於絕大多數人而言,每天都生活在地球世界裡,有人一睜眼就能看到川流不息的馬路,雄偉壯觀的大廈和熙熙攘攘的鬧市,有人一睜眼就能看到花紅柳綠的樹木,碧波連天的湖泊,高聳入雲的山峰,然而即便地球景色再美好,但是天天面對,總有厭煩的時候,反而空曠無邊、無聲無息的外太空卻勾引起很多人的慾望。遙不可及的外太空中到底隱藏著什麼,為何顯得那麼安靜,是否有無數天體在川流不息呢?

今天,一艘飛到148.6天文單位外的人造物傳回的探測數據顯示,星際空間幾乎空無一物,能探測到的物質由無數高能粒子組成的宇宙射線。因為外太空實在是太空曠了,星系與星系間距離很遙遠,太陽系最近星系半人馬座α星也在4.22光年之外,也就是說4.22光年內空間幾乎沒有什麼物質,或許幸運的話偶爾能碰到一二個像奧陌陌這樣的「流浪漢」。這艘飛在星際空間的人造物就是旅行者1號,一艘不斷刷新距離記錄的飛船。

如今,引以為傲的旅行者1號被貼上多個標籤,距離地球最遙遠,最經久耐用,首個進入星際空間。根據美國宇航局網站實時跟蹤頁面顯示,截止2020年3月11日,旅行者1號距離太陽222.33億公里,等同148.6個天文單位,這意味太陽現在發出光芒,旅行者1號要等到20小時35分36秒後才能接收到。即便距離是這般遙遠,美國深空網絡依然和它保持著緊密聯繫,在過去42年里,不斷接收科學數據,並對它發送控制指令。

可能有人對此難以置信再加上難以理解,但這已經是不爭的事實,雖然旅行者1號製造於42年前,但是卻攜帶兩種高科技設備,一種超強無線電通訊系統,另一種是提供了42年穩定電力的核電系統。無線電通訊系統有一個直徑達3.7米的高增益卡塞格倫天線,呈拋物線狀,能以2.3G赫茲和8.4G赫茲兩種頻率無線電信號將科學書數據回傳地球,而地球深空網絡通過2.1G赫茲無線電信號向旅行者1號發送控制指令。

外太空雖然很黑暗空曠,但是卻非常適合無線電波傳播,幾乎沒有衰減。不過在很多時候,旅行者1號與地球通訊會被切斷,例如,地球自轉導致深空網絡無法接收,受到附近無線電干擾等,為了應對這些特殊情況,旅行者1特意攜帶了一個67兆位元組的數字磁帶錄音機(DTR),將科學數據暫存起來,另擇時間傳輸。可能有人覺得67兆儲存空間非常小,但在上個世紀70年代,67兆是一種巨大容量,要知道那個時候計算機幾乎沒有什麼容量。

無線電系統工作少不了電力支持,沒有電就是廢鐵一塊,旅行者1號和地面深空網絡通信了40多年,依靠的就是三塊核電池供電,準確來說,是三個放射性同位素熱電發生器(RTG),每個RTG總重量為37.7kg,裡面裝有24個鈽-238氧化物球。在發射之初鈽-238衰變產生2400瓦熱能,熱電偶裝置將熱能轉化為157瓦電能,三個RTG能提供470W電力,但是鈽-238半衰期為87.7年加上熱電偶設備的老化,旅行者1號電力供應只支持到2025年,之後會切斷聯繫,變一個「流浪漢」。有趣的科學探索內容請關注唯一微信公眾號:有趣探索

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