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在太陽系當中,很多國家都對太空發射了許多的探測器,有月球探測器、火星探測器、金星探測器等等,其實除了這些星球的探測器之外,還有探索太陽系邊緣的探測器,美國發射的旅行者一號和二號就是用來探測太陽系邊緣的,甚至是嘗試能不能飛出太陽系。截止到2019年,現在旅行者一號和二號距離地球的分別是217億公里和180億公里,之所以兩者有所區別,那是因為旅行者一號要比旅行者二號早發射,所以旅行者一號的距離是更遠的。旅行者一號上的電池只有23瓦的功率,那麼有一個問題,旅行者一號相隔地球217億公里,功率僅23瓦,資料是如何傳回?

旅行者一號一號因為距離太遠,所以接收訊號的時間是非常長的,從履行這一號發出訊號,要經過20個小時以上,地球上才能接收到旅行者一號發出的訊號。而旅行者發出訊號時的功率是23瓦,然後到了地球上的時候,其實功率已經是萬不存一,說萬不存一都是誇大了,其實接收的訊號的功率只有發出訊號的一億億分之一了,要知道,這個功率是比我們的電子手錶的功率都是要小上200億倍的,所以接收這種訊號是一件多麼難的事。

地球上很多大型無線電發射的功率都是達到了數萬瓦,而接收這種小功率的訊號主要有三點決定性的要求,一是地面上接收訊號的儀器是否靈敏,換言之就是接收訊號的天線以及鍋是否夠大,二是發射的方向和接收的放心是否能夠保持在一條線上,而且是面對面的,也就是說,探測器上的小鍋是否能夠對準接收訊號的大鍋,三是通訊頻率的干擾是否比較少,要知道現在基本都是無線電通訊,所以很多頻段都是有著很大的干擾,這就需要選擇使用比較少的頻段了,這樣才不會產生干擾。而美國在這三點上都是做的非常好的。

首先是發射裝置,旅行者一號所搭載的天線的直徑是3.7米長的,要知道在平常很多無線電發射的天線直徑才1-2米,而美國接收旅行者一號訊號的天線直徑更是達到了70米長,而美國方面的深空網路更是分為了三組,每一組覆蓋的範圍是120度,也就是說,三組網路恰好是全部覆蓋,而且採用的是7天24小時不間斷的接收訊號,所以旅行者一號所發出的訊號都是能夠被接收的,深空網路也是被稱為美國的“國之重器”。

再有就是旅行者一號選擇的無線電頻段是2.3GHz以及8.4GHz,這兩個頻段受到的干擾是很少的。那麼旅行者一號發出的訊號經過了那麼遠的距離,是怎麼確認訊號沒有損失的呢?其實旅行者在發出訊號的時候,會發射出兩組訊號,等到地面接收之後,將兩組訊號進行核對以及重組,那麼得出來的訊號就能夠保證其準確性了。

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