截至2019年10月23日止，旅行者1號正處於離太陽211億公里的距離，還不到1光年

　　1972年3月2日和1973年4月5日，美國相繼發射了“先驅者”10號和11號行星探測器，用“德爾它”運載火箭從卡納維拉爾發射升空。它攜帶有11臺由放射性同位素鈽-238作燃料的微型熱核發電機。它重260公斤，裝有直徑2.7米的面對地球的拋物面天線，發射機用8瓦的功率向地面深空跟蹤網傳送訊號。“先驅者10號”的最後一次訊號是2003年1月22日接收到的，其中已無任何遙測資料。 　　“旅行者1號”於1977年9月5日升空，多年來，與比它早些時候(8月20日)發射的“旅行者2號”聯合對太陽系外圍行星及其衛星展開了大量有價值的觀測。1998年，“旅行者1號”超越“先驅者10號”，成為在宇宙中飛行得最遠的人類探測器。截至2009年2月1日，“旅行者”1號離太陽的距離約為162.47億公里，正處於被稱為“日鞘”的區域。日鞘之外的區域被稱作“太陽風層頂”，“旅行者”1號正在向這一區域進發。 　　木星與地球的距離約6.8億公里，“旅行者1號”將探測的資訊資料向地球回傳時，所發射的功率為21.3W，而地球上的深空地球站所接收到的訊號功率僅為3.2×10^(-16)W，也就是百萬億分之0.32W。由於旅行者號已經如此遙遠，飛船訊號抵達地球時功率已非常小。有資料表明，“旅行者1號”發回來的訊號大約是一枚普通電子錶電池功率的200億分之一。

作為美國宇航局研製的一艘無人外太陽系空間探測器，旅行者1號（英文名：Voyager 1）重815千克，於1977年9月5日12：56：00 UTC 在美國東海岸的佛羅里達卡納維拉爾角航天發射基地發射生空。

目前旅行者1號距離地球大約217億公里，相當於0.00229光年，通訊時差20.06小時，這意味著從旅行者1號發出的無線電訊號需要耗費20.06小時才能到達地球，被地面的天線接受到。

因此，旅行者1號和地球之間傳輸資料還是存在著一定難度的，但也沒有像人們想象中的那麼複雜，並沒有用到什麼高科技，其使用的只是無線電通訊技術，將需要傳送的聲音、影象、資料等調製成無線電訊號，經空間傳至地面。

↑ 旅行者1號拍攝的木衛一

無線電訊號的強度會隨著傳輸距離的增加不斷衰減，當旅行者1號發射的訊號傳到地面時，功率衰減為起初的一百萬億億分之一，僅有10ˇ-22瓦。

不僅傳輸功率的極低，傳輸速度也非常慢，只有約1.4kb/s 。

其由三處分別位於美國加州、西班牙馬德里、澳洲堪培拉的呈120度分佈的深空通訊設施組成，以此實現與旅行者1號的訊號傳輸，而且不受地球自轉的影響。

同時採取以下三種措施增加訊號傳輸的成功率：

⑴ 使用高增益天線，使無線電訊號集中在某個方向上，增大傳輸距離

旅行者1號上的高增益天線直徑達3.7米，原來DSN使用的天線直徑達70米，由於已經使用超過40年，NASA從2010年開始部署34米天線，以替換陳舊的天線，滿足訊號接收需求。這些地面接收天線可將接收到的訊號放大數億倍。

⑵ 旅行者1號的通訊頻率高達8GHz，在這個頻段上，幾乎沒有任何干擾，信噪比非常高。

⑶ 旅行者1號安裝有高精度的陀螺儀，確保其在深空也能時刻讓天線對準地球的方向

雖然科學家們用盡渾身解數，但由於距離實在太遠，加上太空中存在許多高能輻射，且無線電訊號受自然因素影響，會對無線電訊號產生干擾。

因此，為了提高資訊傳輸的正確率，在將聲音、影象等資訊調製成無線電訊號的過程中使用了大量糾錯碼，這也使得有效傳輸效率降低，只有不到1kb/s.

旅行者1號攜帶的發電機目前已經大大標出設計使用壽命，科學家預計，它們仍然可提供足夠的電力讓探測器上搭載的科學儀器繼續工作到2025年，並繼續與地球保持通訊，直至2036年。

此後，旅行者1號將失去與地球之間的聯絡，帶著人類的夢想，孤身飛往銀河系中心，飛向更遠的地方！

答：旅行者一號內部有精密的陀螺儀，使得自身天線始終對準地球，而且在地球上有直徑70米的天線，專門用於接受旅行者一號發出的特殊波段訊號，加上訊號上的特殊處理，使得旅行者一號能在200億公里外把訊號傳給地球。

旅行者一號在1977年發射，並於2012年飛出太陽的日球層，截至2019年10月29日，旅行者一號已經飛了42年，距離太陽大約220億公里，速度17公里每秒，預計2025年將耗盡所有電量。

在這麼遠的距離上，旅行者一號發出的訊號，要傳播20個小時才能到達地球，而旅行者一號的訊號發射天線功率只有大約20瓦，也就相當於一盞檯燈的功率，地球上的科學家能接收到旅行者一號的資訊，確實用了很多高科技。

1、首先，旅行者一號攜帶的精密陀螺儀，能讓它在茫茫的太空中不迷失方向，使得旅行者一號的天線始終對準地球，而且旅行者一號攜帶的高增益天線，直徑就有3.7米。

2、為了保證訊號傳輸的準確性，傳輸訊號使用冗餘的糾錯碼，這也使得飛船與地球之間的通訊效率非常低，傳輸速率不到每秒1kb，哪怕傳送1Mb的照片，也要花上數小時。

3、為了降低干擾噪聲，飛船和地球之間使用8GHz的頻率進行通訊，因為這個頻段的干擾很少，很容易分離出來。

4、在地球上，科學家制造了直徑70米的天線，專門用於接受飛船發出的特殊波段訊號。

5、旅行者一號使用“鈽-238放射性同位素電池”，鈽-238的半衰期是87.7年，鈽衰變會釋放大量熱能，然後透過熱電轉化裝置把熱能持續轉化為電能。

但是核電池會隨著時間的推移降低發電功率，經過40多年的使用，目前旅行者一號的電力已經嚴重不足，並且已經關閉了大量儀器，預計剩下的電力給讓旅行者一號飛行至2025年，之後電力將不足以讓任何儀器工作，然後與人類徹底失聯。

根據旅行者一號的飛行路線，在電池耗盡後，它將繼續向著銀河系中心飛去，預計2萬年後飛出奧爾特雲，7.3萬年後經過半人馬座比鄰星，如果人類的科技發展迅速，或許未來發射的飛船還能趕上並找到旅行者一號。

於1977年離開地球的旅行者1號至今還是距離地球最遠的人造物體，它現在遠在216億公里之外，相當於地球和太陽距離的144倍。雖然旅行者1號無法利用太陽能供電，但其攜帶的核發電機一直工作至今，所以這個探測器還有電力與地球保持通訊。不過，旅行者1號離地球非常遙遠，它是如何把訊號傳送回地球上，而地球上的科學家又是如何把訊號傳送給旅行者1號的呢？

旅行者1號和地球的通訊基於無線電波，訊號會以光速在空間中傳播。地球上想要接收到旅行者1號的有效訊號非常困難，因為無線電訊號的強度遵循距離的平方反比定律，這意味著訊號經過長距離的傳播之後，其強度會大幅度減弱。

據估計，當旅行者1號發射的訊號到達地球時，其強度只有發射時的100萬億億分之一。再加上旅行者1號的訊號發射機的功率非常低，僅為20瓦左右，所以地球上所能接收到的訊號極度微弱。

為了使得通訊可以正常進行，在旅行者1號設計之初，科學家就特別對它的通訊能力進行了增強。它的主體包含一個巨大的高增益天線，這是一個直徑可達3.7米的拋物面天線。同時，姿態控制系統使得天線可以一直對準地球。

在地球上，美國宇航局（NASA）還在全球三個地方建造了三座深空網路（DSN）測控站。有了強大的深空網路，科學家在地球上可以接收到旅行者1號傳回的無線電訊號，也可以給旅行者1號傳送指令。在2017年，NASA向旅行者1號傳送指令，成功啟動了四個軌道修正推進器。

不過，旅行者1號把資料傳輸回地球的速率非常慢，每秒僅為160位元。而上行指令的速率更慢，只有下行速率的十分之一，即16位元/秒。

另外，由於距離非常遙遠，旅行者1號發射出的無線電波需要大約20小時才能傳播到地球上，反過來也是如此。再過幾年，耗盡電能的旅行者1號將會徹底失聯，它會作為人類無聲的信使不斷在星際空間中穿行。

未來將會飛出太陽系的旅行者1號攜帶著鍍金唱片，上面記載著人類和地球的資訊，有些人對此表示擔憂。但這種擔心應該是多餘的，因為宇宙空間實在太大了，旅行者1號在宇宙中非常不起眼，它被宇宙中可能存在的外星文明發現的機率極低。

就算旅行者1號有威脅，但它的速度並不快，它還要經過上萬年的時間才會離開太陽系，所以人類在未來完全有能力把旅行者1號捕捉回來。但在大機率上，旅行者1號是不會回來了，它很有可能會像太陽以及其他恆星一樣，不斷環繞銀河系中心運動。

應該使用了中繼衛星。中繼衛星被稱為“衛星的衛星”，可為衛星、飛船等航天器提供資料中繼和測控服務。中國、美國、俄羅斯和歐空局都有自己的資料與中繼衛星系統。

旅行者1號資料的傳輸，主要依賴三塊氧化鈽_238放射性同位素熱電機利用它自然衰變產生的熱量轉化為電能，在漫長的太空遨遊中獲得源源不斷的電能，提供了420瓦功率利用x波段電波數傳，透過拋物面天線利用無線電波空間傳送技術，將電波訊號傳送到地球的。但從旅行者1號始發訊號功率將會逐漸衰減為起初的100萬億億分之一，僅僅只有10^_22瓦，而且傳回地球需耗時大約20.06一40小時左右，傳輸速度極其漫長，大約只有1.4Kb/s。但是傳輸時間長都不要緊，重要的是訊號由於217億公里的漫長傳輸，極大的減弱了訊號的傳輸質量，電波訊號非常的微弱，可是偉大的科學家們經過多年的努力深研，還是透過2.3GHz與8.4GHz頻段傳送給深空網路將微弱的資訊放大後完全地接受了。

相關國家的科學家們為了偵測接收旅行者1號發回的微弱電波訊號，建立了多處深空網路接收站Deep space Network.DSN.。

從三個方面加大增強訊號的傳輸接收功率:

一，為了讓無線電訊號集中朝地球方向上，增大傳輸間距，特別使用了高增益天線；

二，對於旅行者1號的通訊電頻高達8GHz，排除干擾，接收成功率極大的增強；

三，高精度的陀螺儀，讓它始終對準地球方向，增強了對傳回地球電波訊號的接收率。

旅行者1號的電波訊號的傳輸與傳回地面的微弱電波訊號的接收都不是件很容易的事情，深空網路傳輸與接收它是相關國家的強項。它包涵著偉大的科學家們的高階智慧，是值得擁有和敬仰的！

旅行者1號在太空的能力優秀是可佳，不過它的另一面使人們看到電動汽車自發電技術也存在在旅行者中發電機中，將研究開發用於電動汽車的發電中，可以不借用溫差可以利用磁與磁場也可以完成自發電系設計。

圖片：旅行者1號與土星相遇

旅行者1號，是由美國宇航局研製的一艘無人外太陽系空間探測器。[1]重815千克，於1977年9月5日發射，截止到2020年6月仍然正常運作。它曾到訪過木星及土星，是提供了其衛星高解像清晰照片的第一艘航天器。它的主要任務在1979年經過木星系統、1980年經過土星系統之後，結束於1980年11月20日。它也是第一個提供了木星、土星以及其衛星詳細照片的探測器。距今離地球最遠的人造衛星。2012年8月25日，“旅行者1號”成為第一個穿越太陽圈並進入星際介質的宇宙飛船。截至2019年10月23日止，旅行者1號正處於離太陽211億公里的距離。

圖片：旅行者1號發射

旅行者1號使用三塊鈽放射性同位素溫差發電機作為動力來源，可為旅行者1號提供功率420瓦。其中通訊裝置的功率為20瓦，現在旅行者1號距離地球大約217億公里，相當於0.00229光年，通訊時差20.06小時，這就表示從旅行者1號發出的無線電訊號需要20.06小時才能到達地球，被地面的衛星天線接收到。

圖片：旅行者1號控制室

旅行者1號和地球之間傳輸資料還是存在著一定難度的，但也沒有像人們想象中的那麼複雜，其使用的只是無線電通訊技術，將需要傳送的聲音、影象、資料等調製成無線電訊號，經空間傳至地面。

圖片：旅行者1號拍攝的木星大紅斑

無線電訊號的強度會隨著傳輸距離的增加不斷衰減，當旅行者1號發射的訊號傳到地面時，功率衰減為起初的一百萬億億分之一，僅有10ˇ-22瓦，不僅傳輸功率的極低，傳輸速度也非常慢，只有約1.4kb/s 。為了偵測接收到如此微乎其微的訊號，美國宇航局建造了深空網路，建了三處深空通訊接收站，分別位於美國加州、西班牙馬德里和澳洲堪培拉，專門用來與旅行者1號的訊號傳輸，而且不受地球自轉的影響。

圖片：旅行者1號接近木星

使用高增益天線，使無線電訊號集中在某個方向上，增大傳輸距離，旅行者1號上的高增益天線直徑達3.7米，原來DSN使用的天線直徑達70米，由於已經使用超過40年，美國宇航局從2010年開始部署34米天線，以替換陳舊的天線，滿足訊號接收需求。這些地面接收天線可將接收到的訊號放大數億倍。旅行者1號的通訊頻率高達8GHz，在這個頻段上，幾乎沒有任何干擾，信噪比非常高。它還安裝有高精度的陀螺儀，確保其在深空也能時刻讓天線對準地球的方向。

圖片：旅行者1號上攜帶的金唱片

科學家們也想到多種辦法，但由於距離實在太遠，加上太空中存在許多高能輻射，且無線電訊號受自然因素影響，都會對無線電訊號產生干擾。為了提高資訊傳輸的正確率，在將聲音、影象等資訊調製成無線電訊號的過程中使用了大量糾錯碼，這也使得有效傳輸效率降低，只有不到1kb/s。

圖片：旅行者1號

科學家預測，到2020年為止，旅行者1號仍有足夠的能源使它繼續飛行，並且可以和地球保持聯絡，但在2025年之後，旅行者1號就會徹底和地球失去聯絡，帶著人類的夢想，飛向更遙遠深空，也將成為漂浮在宇宙中的“流浪探測器”。

圖片：接收資訊地面站