旅行者1号是怎样向地球传递信息的呢-远在216亿公里外的旅行者1号是怎样把信号传回地球的

旅行者一号已经离开地球44年，至今距离我们有231.4亿公里，它是距离地球最远的人类造物，但却依然和我们保持着通讯。那么旅行者一号最远能够跑到哪里？又是怎么往地球传回数据的？

1977年，旅行者一号探测器发射升空，去探索太阳系内的宇宙空间，虽然已经过去了44年，但依然以每小时61000公里的速度在远离地球。而它之所以能够在231.4亿公里外接收和传递来自地球的数据，是因为地球会发出二十千瓦的无线电波信号传递到旅行者一号的位置。经过20多个小时的传递，这些信号会被旅行者上非常敏感的无线接收器接收，比如火星上的火星探测器，只需要大约15分钟就能将数据传回地球，而旅行者要想把自己拍摄的照片传回地球，更是一件麻烦的事情，发的无线电波经过长时间的传递到达地球后，信号的强度几乎无法检测。因此，虽然我们与旅行者之间的通讯非常的困难，但只要有足够敏感的接收器，还是可以接收到来自远方的信号。

为了接收来自太空的无线信号，在地球的三个方向都安装有专用的接收器，每个接收器都有一个高达70米的雷达，并且伴随着十几个30多米高的小型雷达，这些雷达组合起来就是一个非常强大的无线电波接收器，覆盖了整个地球，他们甚至能够接收到给我们常听的广播电台弱数千倍的信号。为了接收来自旅行者的信号，这些接收站每天都要花费好几个小时去监听太空信号。到目前为止，虽然联系断断续续，但是旅行者一号依然和我们之间存在着交流。

同时，40多年的不断航行，旅行者一号的核电池每天都在衰弱。在1990年，为了节省功率，科学家们关闭了旅行者一号的摄像功能，他在关闭前传回了最后一张照片，一张关于地球的照片。黑暗的宇宙空间里，红色像素中唯一的蓝色就是地球，渺小的就像是一个像素点。而他携带的11个科学仪器现在也只有四个在工作，用于收集太空中的电磁场、宇宙射线、太阳风暴等。

根据科学家们的计算，再过四到五年的时间，旅行者一号将会耗尽所有的能量，我们再也无法与他联系，也接收不到来自太空的信号，为人类探索宇宙，开拓视野的旅行者将彻底的淹没在浩瀚无垠的宇宙中。只是令人感到遗憾的是，即便飞了这么远的距离，旅行者一号也没有能够离开太阳系。

远在216亿公里外的旅行者1号是怎样把信号传回地球的？

人类对于太空的探索从来没有停止过，1977年旅行者一号进入太空，开始了其漫长的探索之旅，旅行者一号是目前距离地球最远的飞行器，距离高达两百多亿千米，它所发出的信号要21小时才能传回地球。旅行者一号使用无线电的方式向地球发送信号，虽然无线电传播速度可以达到光速，但由于距离过长，无线电的强度也会缩减，为解决这一问题，旅行者一号配备了高增益天线，把信号集中于一点，便于对信号的加强。同时降低发信机的发信速率在一程度上也可以让地球更加清晰的接受到信号。

人类通过无线电波与旅行者一号互发信号，随着传播距离的增加，信号的强度进一步削弱。

旅行者一号早在1977年就被送入太空，彼时全球的通信科技远不及现在那么发达，所以如何与旅行者一号互通信号成为了科学家最棘手的问题，最终科学家选择了用无线电波作为通讯工具，在太空中无线电波的传播速度可以达到光速，但是随着旅行者一号与地球的距离越来越远，信号的强度却变得越来越弱，以至于我们在地面上能够接受到的信号强度只有原来的百万亿分之一，可以说是微乎极微。

高增益天线可以增加信号的强度，它始终对着地球，可以加强地球与旅行者一号相互传输的信号。

如今旅行者一号距离地球的距离已经超过了两百亿千米，这也意味着旅行者一号的信号微乎其微，为了增强它的信号，科学家在当时发明了高增益天线，一个类似于大锅的接收器，直径有3.7米，它可以把信号集中于一点，便于接受和传送。

但是随着传送距离的增加，高增益天线的接收效率也在下降，于是科学家提出可以增大高增益天线的直径或者布局成天线阵的形式扩大接收信号，如今旅行者一号已经成为了距离地球最远的飞行器，随着它的距离再度增加，高增益天线的信号增强可以也不能满足旅行者一号将信号传回地球。

通过降低发信机的发信速率，在一定程度上也能清晰的接受到旅行者一号传输的信号。

由于旅行者一号与地球距离过远，发信机速率过快可能导致我们接收到一堆乱码，所以通过降低发信机的速率，一个字节一个字节的发送，在一定程度上可以帮助我们清晰的接收到信号。

在通讯不发达的年代，旅行者一号就被送上了太空，确立了以无线电波传输信号的方式，随着旅行者一号与地球距离的增远，信号强度越来越小，此时旅行者一号上面安装的高增益天线就派上了用场，它可以有效的将信号集中增加，同时降低发信机的发信速率在一定程度上也能让地球清晰的接受到旅行者一号发来的信号。如今旅行者一号距离地球的距离已经超过两百亿千米，随着未来距离越来越远，旅行者一号信号的传输可能会再次受到挑战。

旅行者一号飞了有一光年吗

没有，再飞行1年也不足一光年。
因1光年等于9467347258.8千米，旅行者一号飞行约22亿公里，旅行者一号于1977年9月5日发射，已经飞行了44年之久。截止到22年6月仍然正常运作。
旅行者1号是由美国宇航局研制的一艘无人外太阳系空间探测器。重815千克，距今离地球最远的人造卫星。
旅行者1号原先的主要目标，是探测木星与土星及其卫星与土星环，任务现已变为探测太阳风顶，以及对太阳风进行粒子测量。
旅行者一号携带了一个铜制镀金磁盘唱片和金刚石留声机针，这个唱片哪怕过了1亿年，音质依旧不会有任何差别。

已经飞了200多亿公里的旅行者1号，为何不会撞上太空中的小行星？

如果对航空航天方面有所关注的朋友，难免会产生一种奇思妙想，那就是为何近年来航天技术发展的速度如此缓慢，甚至就可以说是几乎停滞，上个世纪就能做到的事情，现在仍旧在做同样的事。

实际上在航天技术的进步中，虽然有许多方向的技术都有改进，但是比较明显的也只有美国SpaceX公司制作出来的可回收火箭，但这些科技都不能算是跨越性的进步，目前人类的技术探索已经越来越接近理论的上限。

航空技术仍旧十分依赖化学燃料，每次火箭升空都必须携带上超大重量的燃料，比如我国的长征七号火箭，总重量高达500吨，但其中有90%的重量的都是燃料本身的重量，将一公斤重的物体送上太空，都需要消耗价值十万元左右的成本。

除了燃料的桎梏，航天技术还受限于材料的坚固性，人类能够造出十分坚固的复合材料，但任何材料都难以抵挡漫长时光的影响，在浩瀚且恶劣的宇宙环境中旅行动辄就需要几百上千年，以现在的材料技术，飞船很可能无法在宇宙中坚持太长时间。

因此即便我们有耐心花费上千年时间在宇宙漫游，但在漫长的时光里，飞船总有可能会磨损，在孤立无援的太空中，任何一点点磨损都可能是永久性的破坏，在这种情况下根本不可能将人送去远离地球的太空之中。

虽然人无法离开地球太远，但有多少人知道，其实人类的造物已经可以飞出太阳系了，旅行者一号已经在2012年8月25日穿越太阳圈的包围，进入到星际介质之中。它是如何离开太阳系的，又是如何宇宙中航行的，让我们一起来了解一下吧。

旅行者一号其实1977年就已经从地球上发射了，飞行了35年才突破太阳系的边界，其实太阳系的直径并没有我们想象中的大，而且它有三个不同的标准的边界。

一个是以最远的行星——海王星作为边界，那就只有60个天文单位的距离，也就是大概8.3光时的距离，以日球层作为边界，则有100个天文单位的距离，也就是大约13.8光时的距离，如果以奥尔特云作为边界，则能有10万个天文单位的距离，也就是大约1.58光年的距离。

其中，大家都知道海王星是第八行星了，而日球层其实就是太阳风能吹到的最远的距离，再远就无法得到太阳风的保护了，奥尔特云则是太阳重力能够影响到的最远天体，主要由水冰、氨和甲烷等固体挥发物组成。

而今天文章的主角——旅行者1号，穿越的其实是日球层的边界，突破了日球层，它将无法获得太阳风的保护。直接迎接宇宙间充斥着的高速运动的亚原子粒子冲击，因此它将会在短时间内完全被破坏。

在太空航行，就必须克服一个十分关键的问题——逃逸速度。我们知道地球的逃逸速度是11.2公里每秒，为了达到这个速度，每次飞船起飞都必须消耗大量的燃料，才能飞到太空中。

而当人造卫星被送上太空它的燃料基本会被消耗殆尽，这时人造卫星只能通过张开的太阳板获得微弱的电力，维持自身的运转。

逃离太阳系所需的逃逸速度必须达到16.7公里每秒，旅行者一号借助大量的化学燃料，将其送出宇宙就已经再也没有燃料帮助它加速到16.7公里每秒了，那它又是如何逃离太阳系的呢？

实际上在宇宙中，依靠燃烧产生推力的化学燃料，根本无法很好地在真空中产生推力，因此旅行者一号必须想别的办法来加速。

而且由于旅行者一号一开始设计的时候就是为了让它飞出太阳系，所以像太阳板这种借助太阳能的装置也没有为它配备，毕竟远离太阳的它将会渐渐无法从阳光中获取能量，旅行者一号实际上配备的是一块可以运行几十年的核动力电池。

但是核动力的能源主要是给旅行者一号装载的探测设备供能的，它并没有足够的能量为旅行者一号提供加速度。

聪明的读者此时应该想到了，其实旅行者一号是利用了沿途的行星重力，借助他们的引力进行加速，在科幻电影《流浪地球》中就有类似的场景，围绕着巨型行星旋转，获得加速到后调整方向超太阳系的边缘飞去，这就是“引力弹弓”效应。

旅行者一号沿途中本来应该会遇到木星、土星、天王星、海王星这四颗行星的，在行星的加速下，它将达到20公里每秒的速度，甚至更快。

但是由于在旅行途中，科学家们对土星的卫星产生浓烈的兴趣，于是调整了旅行者一号的方向，让其探索土卫六，偏离了目标方向的旅行者一号就只能借助土星的引力，加速到19公里每秒左右，脱离出黄道面，从太阳系的侧面穿越日球层，一口气飞行200多亿公里。

读者朋友一定会注意到一个问题，为何在太空中行走的旅行者一号从来都不担心小行星和陨石的撞击呢？

在宇宙中，并不是只有地球木星和太阳这种巨大的星球，更多的还有无数形状不规则的小行星天体在宇宙中游荡着。这些小行星大的可以达到直径几十公里，小的可以只有手指头般大小。

这些小行星在太阳系中并不少见，甚至可以说数量繁多，从我们在地球上隔三岔五就能看个流星或者流星雨就能发现，陨石并不是什么稀罕物体，天上到处都飘着石头。

但是在太空中以每秒十九公里的速度前进，只要随便碰到一个石头般大小的陨石，就能将其撞个稀巴烂。旅行者一号在太阳系中飞行三十多年，甚至都已经离开太阳系了，为何没有撞上任何一块小行星？

其实问题的答案很简单，那就是宇宙远比我们想象中的要大，撞上陨石的概率可能远远低于坏人被雷劈中的概率。

首先我们要知道太阳系中除了矮行星、八大行星和太阳外，还有别的庞大天体，这其中就包括著名的小行星带，在我们经常看到的太阳系模型中，小行星带位于火星与木星之间，包含了太阳系中98.5%的小行星，目前科学家们预估这里至少有五十万颗小行星。

旅行者一号要离开太阳系，首先就会遇到这个小行星带，为何这五十万颗小行星中，没有一颗撞上旅行者一号呢？是因为它有特殊的躲避技巧，还是因为它能发出激光销毁小行星？

其实核动力电池虽然待机时间长，但是它提供的电能并不高，根本不足以让旅行者一号迅速转向或发出任何攻击，它只需要啥都不管，一头撞进小行星带就可以了。

小行星带的面积十分广阔，与我们在太阳系模型中看到的不同，五十万颗小行星围绕着太阳旋转，根本不会有密密麻麻的小行星景象，实际上旅行者一号穿越小行星带的时候，很可能一颗小行星都没有碰到过。

宇宙的距离尺度太大了，以我们最熟悉的地球与月亮为例子，把地球当作是足球大小的话，那么月球就大概有乒乓球大小，在我们的印象中，月球与地球的距离其实就只有几个足球的直径大小，缩放后的地月系统可以轻松放在桌子上。

实际上的地月系统却是，足球大的地球在足球场中心，乒乓球大的月球在足球跑道上围绕着地球旋转，缩放后两者的距离起码有上百米，远超我们平常对月亮的印象。

而太阳系中的小行星也同样如此，地球在宇宙中运转了这么久，被小行星撞击的次数也就那么三四次，这还是在地球的引力吸引小行星增加撞击几率下才会有的频率。

旅行者一号重量可以忽视不算，几乎不会吸引到任何小行星，而且它的体型那么小，也才一辆面包车大小，在浩瀚的宇宙中想要撞到任何一个物质都是无比艰难的事情。随便选一个时间观察旅行者一号的四周，都只能看到无尽的黑暗，甚至看不到任何一颗小行星。

除了陨石在宇宙中分散得过于宽广外，旅行者一号没有被撞击的原因还有一个，那就是它在探测完土卫六脱离了黄道面，黄道面简单来说就是太阳系物质集中所在的平面，所有的行星和小行星都顺着黄道面围绕太阳旋转，在黄道面外的物质往往都会被太阳的引力吸住然后甩上黄道面。

这就是为何旅行者一号飞行了16光时将近两百亿公里的距离，都没有撞上任何一个小行星的原因，总结一些，就是天体分布得太过宽广且旅行者一号躲开了天体主要分布的区域。

人们一直都对宇宙的浩瀚没有一个准确的概念，总以为只要能够将飞船送离开地球，就能随意前往太空中任何一个地点，但宇宙的宽广实际上远超我们的想象。

如果按比例缩小太阳系，太阳像一颗足球那么大的话，此时太阳与最远行星海王星的距离甚至可以塞进一个地球，这感觉就像是让细菌去横渡大海一般，巨大的距离能让任何人都从心底生出浓浓的绝望。

但是目前为止，人类还有进步的空间，利用化学能量和行星引力弹弓是永远无法让人类自由探索太空的。仅仅离开太阳就用了将近四十年，距离太阳最近的比邻星也有三光年以上的距离，依靠旅行者一号这样的速度飞行到那里起码需要数千年。

人类现在的希望其实是研发出可控核聚变，这样才能使用少量的燃料产生巨大的能量，即便是在太空中也能很好地为持续飞船加速。

根据科学家们的计算，拥有核聚变技术人类的飞船加速到20%光速是很有可能的，届时去往比邻星只需要十余年，这对人类而言也是可以接受的。

可控核聚变除了可以为飞船加速，还可以帮助研究生成新型材料，届时肯定也能生产出更加坚固耐磨的材料，让飞船在太空中持久地运行。

太空中的空旷让我们不需要太过担心在宇宙航行中会被小行星撞到，但是这空旷的空间却给人类带来了更加深邃的绝望。

曾经的人类交通不发达，一辈子都无法离开自己的一亩三分地，而现在拥有高铁的我们，可以在一日之内游历天南地北，人类的科技在进步，我们一直在探索与学习，现在宇宙的距离虽然让人绝望，但科学家也不会轻易放弃探索宇宙。

相信在未来，我们能做到在短时间内实现星际航行，然后将人类文明传播到全新的星球上去。