美国旅行者1号飞行器到底有多厉害-旅行者一号速度是多少

2024-10-21 15:51:19 来源:天气频道

美国旅行者1号飞行器到底有多厉害?完成过哪些壮举?“旅行者1号”是美国于1977年发射的空间探测器,该探测器因其人类历史上第一个突破太阳圈、向外层空间进发的航天器而确立了其不可撼动的地位。

旅行者1号探测器(1)

除历史意义突出以外,“旅行者1号”还曾经发挥过宝贵的科研作用。“旅行者1号”是首个成功探测土星、木星及该两颗行星的卫星、并将其清晰照片传回地球的航天探测器,并对木星的卫星、环、磁场、辐射环境首次进行了深入的了解,首次观测到了木卫一上的火山活动,还验证了日球顶层的存在,这些观测成果极大程度地提升了人类对于太阳系的了解程度。而在公众了解最多也最为关心的“旅行”距离上,截止到2018年“旅行者1号”与太阳之间的距离已经达到211亿千米,并仍然继续远离太阳系、向蛇夫座方向飞行。

旅行者1号探测器(2)

“旅行者1号”采用了核动力,该探测器的能源来自一台同位素温差发电机,该发电机配有三块核电池、能确保其工作到2025年,在核电池耗尽后“旅行者1号”将以无动力漂移状态继续在宇宙中航行。令人惊异的是,“旅行者1号”取得了如此之多的科研成果,然而该探测器的功耗仅为420瓦,换句话说“旅行者1号”工作1小时也只消耗0.42度电,仅相当于一台普通电视机耗电量的一半,在上世纪70年代能取得如此之高的设计水准着实令人赞叹。

旅行者1号探测器(3)

总体来说,“旅行者1号”无论是历史价值还是科研价值都是其他航天器无法替代也无可比拟的,在人类探索太空的进程中“旅行者1号”的功绩将被永久铭记。

旅行者一号速度是多少?

旅行者1号速度是17.062公里/秒。

旅行者1号(英语:Voyager1)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,于1977年9月5日发射,截止到2020年6月仍然正常运作。它曾到访过木星及土星,是提供了其卫星高解像清晰照片的第一艘航天器。

旅行者1号探测器(4)

旅行日志

1977年9月5日12点56分在美国卡纳维拉尔角空军基地出发,离开地球。

1977年12月被在他之后离开地球的双胞胎兄弟“旅行者2号”赶上。

1978年9月离开小行星带。

1979年3月近距离“拜访”木星,看到了木星背阳面的极光。

1980年11月近距离“探访”土星,发回万余张彩色照片。

以上内容参考百度百科-旅行者1号探测器

人类首个飞出太阳系的飞行器:旅行者1号到底有多厉害

先说一下旅行者1号的战绩:

  • 它是人类首个飞出太阳系的人造飞行器

  • 1977年9月5日发射,截止到2020年6月仍然正常运作。

  • 它曾到访过木星及土星,是提供了其卫星高解像清晰照片的第一艘航天器。它也是第一个提供了木星、土星以及其卫星详细照片的探测器。

  • 它是距今离地球最远的人造卫星,截至2019年10月23日止,旅行者1号正处于离太阳211亿公里的距离。

  • 旅行者1号探测器(5)

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    意外脱轨,成了流浪卫星

    旅行者1号最初计划属于水手计划里的水手11号太空船,它的设计利用了属于当时的新技术引力加速。幸运的是,这次任务刚巧碰上了176年一遇的行星几何排列。太空船只需要少量燃料以作航道修正,其余时间可以借助各个行星的引力加速,以一艘太空船就能造访太阳系里的四颗气体行星:木星、土星、天王星及海王星。两艘姊妹船旅行者1号及2号就是为了这次机会而设计,它们的发射时间是被计算过以便尽量充分利用这次机会。亦拜这次机会所赐,两艘太空船只需要用上12年的时间就能造访四个行星,而非一般的30年时间。

    旅行者1号主要的任务就是拍摄木星和土星以及它们的卫星。1980年11月,旅行者1号在发现土卫六拥有大气层后,就飞向土卫六,因此偏离了黄道,结束了3年的探索任务。

    旅行者一号朝银河系中心方向飞去。2011年3月9日,旅行者一号距离太阳大约116.4天文单位,相对于太阳的速度为每秒17公里,相当于每年约3.6天文单位。北京时间2014年9月13日凌晨2时,美国国家航空航天局在新闻发布会上称旅行者一号已经飞出太阳系,成为首个飞出太阳系的人造飞行器。

    旅行者1号探测器(6)

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    卫星持久的动力

    旅行者1号已经离开地球长达44年了,它至今还能正常运行。这艘无人探测器携带的核动力系统可以持续供电长达半个世纪,所以旅行者1号目前还能与地球上的深空网络保持联系。尽管旅行者1号的信号发射功率与普通家用LED灯相当,只有20瓦,并且传播到地球上后衰弱到10^-22瓦,但得益于旅行者1号的高增益天线和地面的深空网络,天地还能继续保持通信,只是信号传播回来或者发射出去需要将近20个小时。

    旅行者1号探测器(7)

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    旅行者一号和二号,各自拥有的两块核电池,也将耗尽能源,预计在2020年关闭所有仪器只保留通讯,在2025年耗尽所有电量。

    有人可能会问,为什么旅行者一号不会被宇宙中的陨石打到呢?其实宇宙空间太大,而旅行者又太小,而且才飞了区区不到40年,撞到乱七八糟的陨石才是小概率事件。
    通信肯定用电磁波了,能够较正常的接收信息好像一方面因为是定向的大天线,由于发射频率的原因,受到较少的干扰。

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    脱离太阳系的卫星

    在2006年3月31日,来自德国AMSAT(业余无线电卫星通讯组织)追踪并接收到来自旅行者1号的数据,他们于波鸿使用了一台20米的碟型天线配合长观测时间技术。其后那些数据与深空网络位于西班牙马德里的观测站获取的数据进行了校对及验证。

    2012年6月17日,位于美国加利福尼亚州的美国航天局(NASA)喷气推进实验室发布声明称,1977年发射的“旅行者1号”探测器发回的数据显示,它已抵达太阳系边缘。这个在太空中孤独旅行35年的探测器将有望成为首个脱离太阳系的人造物体。如果除去消息传播的时间,那么旅行者1号到达太阳系边缘的时间为2012年5月。

    航天局表示,过去3年中,“旅行者1号”上携带的两个高能望远镜接收到越来越多的宇宙射线,2020年,来自太阳系外的宇宙射线数量急剧增加。探测器感测到的高能粒子数量也出现了变化,这些源自太阳的粒子数量有所下降。基于这些数据,项目科学家得出结论:“人类向星际空间派出的首个使者已在太阳系边缘”。

    旅行者1号探测器(8)

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    “旅行者1号”越接近太阳风的边缘,穿透探测器上的过滤装置的宇宙粒子就越多。2012年5月7日,这种现象突然加剧。到7月初稳定下来,这只能解释为‘旅行者’1号正在穿过太阳系和星际物质的交界处。理论上认为这里是一个狭窄的不稳定区域,被称为‘太阳层顶’。而这个探测器飞出太阳系的时刻令人激动,因为这是人造物体首次脱离太阳系。

    如果美国航天局的测量工具证实“旅行者”1号飞出太阳系,我们将能最终得知太阳系的确切体积。知道它的厚度大约为0.5个天文单位(1个天文单位是地球至太阳的平均距离,约为1.5亿公里),距离太阳120个天文单位。

旅行者1号飞行40年,地面如何控制远在209亿千米外的探测器?

目前,在太空中飞得最远的人造物体是旅行者1号,它于1977年由美国航空航天局(NASA)发射,并于2012年越过了太阳风层顶,成为历史上第一个进入星际介质的太空探测器。迄今为止,旅行者1号已经在太空中飞行了40年,目前距离我们大约140天文单位(209亿千米,19光时)。另一艘太空探测器“旅行者2号”也于1977年发射,直到现在仍然是造访过两大冰巨星(天王星和海王星)的唯一太空探测器。
还有其他的太空探测器已经到达或即将到达太阳系的“边界”,这是一个十分遥远的距离。由于目前发射的深空探测器都是无人驾驶,那么,它们在太空中如何知道该往哪里飞呢?如何不会撞上其他天体呢?
与遥远的太空探测器通信
如前所述,这些深空探测器一直在远离地球,现在与我们相距已经十分遥远。即便如此,我们也可以通过无线电波与这些太空探测器进行通信。无线电波是一种电磁辐射,其传播速度为光速。即便是以光速传播,信号从旅行者1号传到地球也需19个小时,将近一天的时间。同样地,地面的深空网络发送信号给旅行者1号也需19个小时。既然深空通信存在如此巨大的输入延迟,太空探测器是如何进行导航的呢?
太空几乎是空荡荡的
虽然太空中游荡着数量众多的小天体,但相对于浩瀚的宇宙空间是微不足道的,太空基本上是空荡荡的。太空探测器不大会从密集的小天体中穿过,也不会受到这些天体的引力影响。
太空探测器的飞行路线是可预测的
在发射探测器之前,科学家投入了大量的精力(几个月甚至几年的时间)来设计太空探测器的飞行路线。由于太阳系中大型天体的相对位置是已知的,通过精密计算可以确定太空探测器的飞行路线,使它们在飞行过程中几乎不会遇到任何意外。由于科学家确切知道太空探测器的飞行路线,所以他们可以提前预知探测器未来将会遇到哪些天体。
还有一些未知的天体在距离探测器数千公里远的地方就会被探测到,所以地面人员有足够的时间重新调整探测器的航向。因此,即便信号延迟了19个小时,地面的深空网络还是能够引导旅行者1号在太空中飞行。当然,如果旅行者1号突然遭遇了不测,由于信号延迟,地面人员也无能为力。
转载自:火星一号
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,于1977年9月5日发射,截止到2014年10月仍然正常运作。它曾到访过木星及土星,是提供了其卫星高解像清晰照片的第一艘航天器。现时,它是离地球最远的人造飞行器。旅行者1号现时已经进入太阳系最外层边界,目前处于太阳影响范围与星际介质之间。
从1977年到今年,也恰好是提问者说的40年,那么在这么遥远的距离,地球上的控制中心是如何控制它的呢?其实这跟它的预设程序、任务、实时调整有关。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。现在的任务也已变为探测太阳风顶,以及对太阳风进行粒子测量。
在旅行者1号顺利地借助了木星的引力后,它朝土星的方向进发。旅行者1号于1980年11月掠过土星,于11月12日最接近土星,距离土星最高云层124,000公里以内。它探测到土星环的复杂结构,并且对土卫六上的大气层进行了观测。由于发现了土卫六拥有浓密的大气层,喷气推进实验室的控制人员最终决定了让旅行者1号驶近一点土卫六进行研究,并随之终止了它继续探访其余两颗行星。
在2011年2月,就有迹象表明,"旅行者1号"已在之前某个时刻抵达了太阳系边缘的"过渡区",这个过渡区就是太阳系与星际空间最后的交界处。"旅行者1号"已抵达边界处,也就是说,它将很快进入星际空间了。
一旦进入星际空间,"旅行者1号"将需要4万年的时间才能抵达下一个行星系。至于"旅行者1号"上的电池,科学家说,探测器上携带两枚核电池,能够保证它继续飞行至2025年。一旦电池耗尽,"旅行者1号"将继续向银河系中心前进,再也回不来了。
附:旅行者1号的旅行日志:
1977年9月5日12点56分在美国卡纳维拉尔角空军基地出发,离开地球。
1977年12月赶上了率先一步离开地球的双胞胎兄弟"旅行者2号"。
1978年9月离开小行星带。
1979年3月近距离"拜访"木星,看到了木星背阳面的极光。
1980年11月近距离"探访"土星,发回万余幅彩色照片。
1989年向银河系中心方向前进。
2012年5月已到达太阳系边缘。
2012年12月正在太空"远征"的"旅行者1"号探测器仍未飞离太阳系。
2013年8月,NASA仍未确定旅行者1号是否飞出太阳系。
2013年9月,NASA通过新闻发布会正式确认旅行者1号进入恒星际空间,尚属于太阳系中
2014年9月,美国国家航空航天局(NASA)召开新闻发布会,宣布37年前发射的"旅行者一号"探测器已经离开太阳系,正在飞向别的恒星。
约2025年,旅行者1号没有足够电力供应任何单一仪器
这得有全球深空探测网络及超灵敏度的接收探测设备。
旅行者1号飞行了40多年,目前地球上的任何一种电源装置都不堪胜任如此长的持续供电时间。或曰"装个太能能电池"?为不为也,乃不能也!虽然在太阳系有太阳罩着,乃距离太远,太阳辐射及功率大为下降。供通讯,传输,接受指令所需的电源由钚原子电池作保障,此乃保障旅行者1号自身存活的“生命之源"!
美国依赖于其全球布点的深空测控网络。我们国家前几年发射的月球车,对38万km之外的嫦娥,那时要跟国外的测控网络国际间合作来测控我们的月球车。更何况已用光时计程的旅行者1号?
超超灵敏度的接收装置。为了保障旅行者l号的能源保证,现己休眠了多套设备。既便如此,传输到地球信号功率是10-n瓦。这得相当了得的技术功底。所以我们国家发展量子通讯为啥?不言自明。
当旅行者1号飞离地球极限通讯距离光速,地球所放射的指令,要等若干吋间后才能收到,幸好旅行者1号飞行速度不是很高,还在可控范围内,地球发射的指令,随时可调整校正飞行路线,若旅行者1号要达到光速,地球基地更本高无法控制了,因地球通讯指令与飞船速度一祥,就根本追不上以飞行若干年遥远的飞船,除非地球基地通讯能超越光速的N多倍,在一定距离范围内可控制飞船,否则更本就无法控制遥远的飞船。
我认为应该是用无线电信号来控制.旅行者1号现距离地球大约209亿公里,无线电信号从地球到达旅行者1号飞船大约需要19.6个小时左右.
也就是说,如果对旅行者1号发出指令要经过大约19.6个小时之后才能发挥作用.