大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于美国故障飞船回地球的问题,于是小编就整理了1个相关介绍美国故障飞船回地球的解答,让我们一起看看吧。
太空中的飞船,隔着如此遥远的距离,信号是怎么传回到地球的?
用微波频律离地球越远功率越大,而且还要用定向天线,随着科技水平越来越高,天线小型化也是必然的,还有现在我们研究量:JC课题,相信不久将来会有突破的!只要有想法,就有世界!只有想到,不久就能做到!
目前,我们的技术还是很LOW的,远没到星际旅行的地步。动力靠化学火箭,通讯还是靠无线电波。这种技术,理论上是能走向银河深处的,但实际上是不现实的。
举个例子,在孔子时代,能否架着马车,带着两名弟子就周游世界呢?可以,但是很不经济,也没效率。他周游列国其实没多少距离,却消耗了他的前半生。他如果要与老家通讯恐怕就是用信鸽了,可是只能发信无法收信。
今天的人环球旅行容易的多,通讯更是简单的不得了,而且很便宜。孔子时代是无法想象的。
我们目前的技术在地月之间穿梭还可以,如果是去金星、火星就不太合适,如果再远只能是单程票了,所以是无人飞船。目前飞的最远的是旅行者1号飞船,已经在近期飞出太阳系。可是它是1977年就从地球出发了。
深空探测飞船往往距离地球上亿公里远,它们探测获取到的行星数据需要立刻发送回地球地面信号接收站,然而储量巨大、信息量繁杂的探测数据,不可能马上发送出去,而且由于这上亿公里的传输距离既要考虑传输时间,也要考虑传输过程中的信号衰减问题。如何解决遥远外太空信息的发出与传输,是深空探测的关键。
在宇宙深空飞行的探测器,会将已经探测并记录下来的数据进行综合处理,这些信息与数据会以无线电波的形式从探测飞船上发出,并且只有当飞船发射天线正对着地球,且在传播路线上没有任何阻碍时,飞船才会开始向地球传输数据。这里的“没有任何阻碍”是指对于无线电波来说可以穿透而几乎不影响无线电强度,比如普通的星际尘埃,较小的岩石碎块等。
带有数据等信息的无线电波以30万公里每秒的速度(无线电波属于电磁波,传播速度与电磁波速度相同,为30万km/s),从探测飞船指向地球传播而来。天王星距地球最近为26亿千米,通过计算,当探测飞船位于天王星附近时,发射的无线电波至少需要传播2小时25分钟才能到地球。
探测飞船距离地球越远,信号到达地面观测站的时间就越久,接收到的信号也就越弱,因此,在地面观测站接收到信号后还会利用高灵敏度的接受处理器将信号放大。在探测飞船传递信号的过程中,发射天线的指向是非常重要的,它决定了信号的最大接收强度和最佳信息传真度。
所谓的遥远深空,应该是指的太阳系外吧。目前人类唯一的已经飞出太阳系并且还能够联系上的人造物体应该就是“旅行者一号”了——美国在2013年9月宣布,旅行者一号经过36年的飞行,已经确认飞出太阳系。
那在这么遥远的距离上,这颗卫星是怎么与地球通讯的呢?
旅行者一号简介
这颗人造卫星最出名的地方莫过于他上面携带的那张镀金唱片,里面收录了用以表述地球上各种文化及生命的声音及图像,以期宇宙中其他外星高智慧生物发现。
↑旅行者一号↑
↑旅行者一号曾经的飞行轨迹↑
↑旅行者1号上的镀金唱片↑
目前为止,旅行者一号距离太阳约有40亿英里左右,也就是43个天文单位。这么远的距离,地球究竟是怎么与之通讯的呢?这就要说到旅行者1号上巨大的天线了——也就是上面图片中的那口大锅。可不要被他的图片给欺骗了,以为这口锅没有多大,实际上这个“高增益天线”的直径足有3.7米,实在是一个庞然大物。
↑旅行者一号上的天线↑
借用这个天线,旅行者一号会发出频率为8GHz的信号,这个信号在宇宙空间中传递的时候相对而言受到的干扰比较小,所以能够在宇宙中传播很久。而地球为了侦测到这个信号,则是用了更为巨大的天线,甚至于还会动用诸如下图的天线阵。这些仪器对于深空中传来的无线信号非常敏感,所以即便传递了40亿英里的距离,还是可以收到来自旅行者1号的信号。
↑天线阵↑
通讯中存在的问题
虽然说旅行者一号发出的信号地球上可以凭借巨大的天线接收到,但是地球发射的信号旅行者一号接受则显得力不从心。就好像从杯子里把水倒到盆里很容易,然而反过来把盆里的水倒到杯子里就很困难一样。
所以随着旅行者一号越走越远,地球跟它之间的联系越来越弱,知道有一天,人类可能只能够收到旅行者一号发回的信号,而再也不能指挥它干什么了。
另外还有一个问题就是能源问题。其实刚刚应该有人注意到了,旅行者一号上并没有太阳能帆板,也就是说,这个卫星的能量来源并不是太阳的能量。那么传输信号用的能量是哪儿来的呢?
↑旅行者一号上的放射性电池↑
答案是采用的放射性同位素电池,这种电池利用“钚”这种放射性产生的能量来提供卫星的耗电。旅行者一号上一共有三块这样的电池,所以不需要太阳提供的能量。但是这种放射性电池也是有用光的那一天的,根据推测,这三块电池将会让旅行者一号运行到2025年,而在这之后,人类将彻底失去与这颗卫星的联系,而旅行者一号本身也会在惯性的作用下一直向宇宙飞去。
回首看了看太阳系。
↑旅行者一号回头看到的太阳系↑这张被称为“暗淡的蓝点”的地球窄角彩照,是旅行者1号拍下的有史以来第一张太阳系家族照的一部分。旅行者一号从距离地球40亿英里的地方,拍摄了一共60幅画面,最后拼接成太阳系照片。而地球在这张照片上,就是哪个非常不明显的哪个亮点——人类居然就是那么渺小,实在让人感慨万千。
到此,以上就是小编对于美国故障飞船回地球的问题就介绍到这了,希望介绍关于美国故障飞船回地球的1点解答对大家有用。
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