200亿公里外的旅行者2号,是用什么方式和地球联系的?

如题所述

旅行者2号探测器于1977年8月20日在肯尼迪航天中心成功发射升空,是美国航天局研制的飞往太阳系外的两艘空间探测器的第二艘。

旅行者2号以一个有些不同的轨迹接近土星,通过接近泰坦(土卫六)的引力而产生的引力弹弓。探测完土星后,它又继续飞向天王星和海王星。

这里说的引力弹弓就是《流浪地球》里说的那个是大致一样的原理。

旅行者2号是第一个在如此远的地方访问这两颗行星的飞行探测器。旅行者2号于1986年经过天王星,于1989年经过海王星。现在探测器上的许多仪器已关闭,但它仍在继续探测太阳系的环境。

美国发射的旅行者2号探测器,携带有一张特制唱片。这是一件捎给外星人的礼物,用它去寻觅外星人的踪迹。

地球和卫星的通信是通过无线电来完成的,也就是我们常听到的电磁波。光也是一种电磁波,电磁波的传播速度是和光一样的。

同样,地球和“旅行者2号”联系,也是通过无线电,也就是电磁波来联系。地球最后一次向“旅行者2号”发送信号,34小时48分钟才收到回复,单程也就是17小时24分钟(忽略旅行者二号的反应时间)。

旅行者离开太阳的速度约每秒15.493公里,和光速300000公里每秒相比慢得多得多。200亿公里对光来说,也不是太远。

美国宇航局的DSN,即深空网络是监控旅行者二号并和它联系的主要方式。

DSN分布在全球3个地方:美国加州、西班牙马德里、澳大利亚堪培拉。这样的布局形成三点定位,确保星际探测器在任何时间都处在一座测控站的监视范围之内。每个监测站由多个直径12米/34米/70米的“大锅”组成,这些巨型“大锅”叫:高增益的抛物面天线。

这三口直径70米的大锅不但可以给飞船发送指令和数据接收,同时,根据DSN系统的3点定位原理,还起到导航的作用,让星际探测器精确入轨或轨道调整。

从2020年3月开始,43号深空探测站进行全面升级,“旅行者2号”在此期间完全接收不到任何来自地球的指令。这种局面一直持续到2020年10月30日,43号深空探测站完成初步升级后,NASA向“旅行者2号”发出指令,“经过34小时48分钟的漫长等待,得到一句‘你好’的反馈。和‘旅行者2号’的测试通信无疑说明,一切都还在正轨上。”目前“旅行者2号”是飞得最远的人类探测器之一,已抵达太阳系边缘的“旅行者2号”在失联8个月后,终于恢复与地面控制站的联系。

未来仍值得期待。

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第1个回答  2020-12-12

科学讲求严谨,根据美国喷气推进实验室(JPL)的数据,目前(2020年12月)旅行者2号准确的位置是位于地球189亿公里之外,这么远的距离,旅行者2号是如何跟地球通信呢?我们一起看看。

1.什么是旅行者2号?

旅行者2号是1977年8月29日由美国发射的一个无人星际探测器,这是40多年前发射的,也是有史以来运行时间最长的空间探测器。

旅行者2号的任务一开始是探测太阳系内的行星,分别对木星、土星、天王星、海王星进行了近距离探测,并且对这些行星的卫星也顺便进行了探测,在完成行星探访任务之后,旅行者2号开始向星际空间进发,成为了第2个进入星际空间的探测器(第一个是旅行者1号)。

2.旅行者2号如何跟地球通信?

先看信号发射端:

旅行者2号携带了高增益天线,使用两个频率通道向地球传输数据,其中一个是X波段,负责传送科学和工程数据,另一个是S波段,用于传输旅行者2号自身的健康状况等工程数据,为了省电,已经关闭了S波段。

为了保证信号顺利传送到地球,旅行者2号上装配了三轴稳定系统,利用天体位置和陀螺仪来确定旅行者2号在太空的姿态,进而让高增益天线一直指向地球的位置。

然后再看接收端:

为了收到宇宙深处微弱的探测器信号,NASA使用了设于澳洲堪培拉的深空站43号(Deep Space Station 43)向旅行者2号发送和接收信号。

因为旅行者2号实在太远了,距离地球189亿公里,因此信号从探测器上发出到地球收到,要走大约17个多小时。

在此过程中,信号也就是电磁波会受到星际空间高能辐射的影响而产生畸变,所以科学家又在信号中加入了纠错码,本来下行数据码速率只有区区不到150bps,加入的纠错码更是占用了其中一部分数据,相当于传输速率不到0.15kb每秒,再加上数据传回来又需要走17个多钟头,是非常慢的。

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第2个回答  2020-12-12
天线。人类可以使用无线电波与地外旅行者2号进行联系,这样可以保持通讯,但是无线电波的传播距离有限,并且不能实时回传,需要等待一定的时间,这给时效性带来了挑战。
第3个回答  2020-12-12
旅行者2号上面配备了信号发射装置,通过地球上空的空间站接收,之后传输给地面,借此来与地球联系
第4个回答  2021-02-21

旅行者2号目前距离地球188亿公里,该怎样与它重新建立联系

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