旅行者一号飞行40多年，距地约233亿公里，为何还能与地球通讯？

大家知道以下这张图片里标注的小蓝点是什么吗？正是咱们的地球。

这是美国宇航局和喷气推进实验室使用全新的图像处理方法，复原和改进的一张照片。它是旅行者一号于1990年2月拍摄的，那时候它距离地球大概64亿公里。

如今时光荏苒，旅行者一号已经在太空中飞行40多年了，与我们之间相隔的距离也增加到了约233亿公里。那么，与人类已经相隔甚远的旅行者一号，为何还没有失联，依旧能与地球保持通讯呢？

旅行者一号的旅程

首先让咱们一起来回顾一下旅行者一号的宇宙惊奇之旅。

大家都知道，上世纪在美苏冷战的背景下，太空竞争显得异常激烈，在这种背景下，许多耗资重大的航天计划都变成了现实。

这之中最“烧钱”的恐怕就是大家都熟悉的阿波罗探月了，不过除了它以外，剩下的探测器也很费钱，诸多探测器加在一起的钱也不是个小数目。

在1967年时，喷气动力实验室的航天工程师盖瑞·弗兰德发现了一个好机会，这个机会是当十年以后，土星、木星、天王星等行星的相对位置，可以让地球探测器实现“借力飞行”，就和大家在《流浪地球》当只能怪看到的引力弹弓差不多。让人造飞行器借助天体的引力来加速，以此节约飞行所需能量。

就这样“旅行者兄弟”诞生了，它们肩负着不同的任务于1977年先后启航，开始了自己的冒险之旅。

旅行者一号的主要目标是木星、土星、土星的卫星以及土星环，它每造访一个天体，都会使用自带的高分辨率相机为其拍照。这些照片，为人类带来了视觉盛宴。

到了1990年时，旅行者一号的任务圆满完成后，科学家为了节省能源就关闭了它的相机，并在这之前让它拍下了咱们上文中提到的那张“暗淡蓝点”，这是它在朝着远方狂奔之前，最后一次回望地球。

那么，如今已经离人类更遥远的旅行者一号有没有失联？它是通过什么依旧与我们保持联络的呢？

为何能与地球保持通讯？

从科学家公布的相关数据来看，旅行者一号可能到2025年就要与人类彻底断联，变成一个流浪探测器了。不过在这之前，已经风烛残年的它依旧能够与我们保持短暂的联络，传递回一些信息。

在许多人看来，这已经不是“跨地通讯”了，快要进展到“跨系通讯”了，毕竟如今的旅行者一号已经飞出了日球层顶，脱离了太阳风的影响，常常被人称为飞出了太阳系。

能保持这样的稳定联络，只能依靠无线电通信手段。因此，旅行者一号身上装有的高频段通讯设备就显得尤为重要了，在通讯频率为8.42GHz的频段下，不仅能保证传播信息，受到的干扰也比较小。

除此之外，大家应该能够看到旅行者一号身上那根长长的天线，这根天线正是高增益天线，它不仅可以增强信号，还可以在“导航装置”陀螺仪的指引下，将天线一直对着地球这一方。

当然，仅仅旅行者一号付出努力还不够，地面为了能够接收它的信号，还要拥有强大的测控网。NASA的绝大多数深空探测任务，都会使用到位于西班牙、美国加利福尼亚及澳大利亚的深空测控网，来发送指令接受信息，同时监测旅行者一号的状态。

资料显示位于澳大利亚的DSS-43测控天线建成于1972 年，其直径达76m，是全球深空测控网中最大的无线电天线之一，可以在S波段（频段为 2~4GHz）下工作，与相匹配的遥远深空探测器进行通信。

值得一提的是，虽然使用了最佳的频段，还有诸多辅助设备，但是由于相距223亿公里确实有些远，所以有时候信号会在半路有所缺失，或者在地面接收到的信号异常的弱。

在这种情况下，科学家就会使用比地面站面积大千倍的抛物面天线来聚焦接收信号，并且为了提高其灵敏度还会特别维持低温。

所以，虽然知道旅行者一号已经时日无多，但是为了得到更多的来自星际空间的数据，科学家依旧会在计划的时间内与它建立联系。

而如果大家有幸到美国宇航局喷气动力实验室，这个旅行者一号诞生的地方游览时，你会发现研究人员正在维护一些看起来和这个时代脱节的机器，这就是用来与它们保持联络的东西。

实际上，科学家根本没想过要让旅行者一号飞这么远，甚至肩负起探索星际空间的重任。早在1990年顺利完成任务后，旅行者一号本就该退休了。

后来这30多年的探索，都是它在“加班”。不过它在后来发送回来的有关日球层顶的信息，还是为宇宙探索做出了极大的贡献。

美国马萨诸塞州波士顿大学的天体物理学家说梅拉夫·奥佛(Merav Opher)表示，“旅行者”1 号离开日光层后返回的信息 “是我们从这一区域唯一可以获得的数据，这是令人难置信的成就。”

那么，旅行者一号在彻底与人类失联之后，会迎来怎样全新的“人生”呢？它的兄弟探测器旅行者二号，也会与我们失联吗？

旅行者兄弟的未来

在旅行者一号成功飞出日球层顶之后，旅行者二号也随之离开，虽然从方向上来看它们已经完全错开了，但是看在身处同一片星际空间的份上，依旧当它们是在继续作伴吧。

根据主持该探测计划，操纵旅行者兄弟在宇宙中游走的艾德·斯通表示，旅行者一号每年依旧会向前飞行很远的距离，在这种情况下它的信号会变得越来越弱。

因为其自带的钚产生器放射性衰变只能供给315瓦的电量，而这种电量每年都会衰减4瓦甚至更多。

在这种情况下，他们已经从2007年开始，先后关闭了多个系统用来节省用电。而这也无法阻挡该探测器的衰败之势，预计到2025年的时候，旅行者一号的电量就将完全耗尽。

到那时，它会带着金色唱片在星际空间中漂流，直到等到一位“太空有缘人”捡到它，一睹人类文明的模样。

至于它的兄弟探测器旅行者二号，由于装有的电池能源和它是同款，所以也会在未来与我们失联。不过它飞得没有旅行者一号远，截至2020年，旅行者二号和地球之间的距离大概为187亿公里。

并且由于此前澳大利亚的深空测控网和站点进行维修升级，旅行者二号就已经与地球断联，直到半年左右，人们再度向其发送指令，然后经过了34小时48分钟的等待，才收到它的回复。

从目前的情况来看，旅行者二号断联的时间可能会稍晚一些。

值得一提的是，在旅行者二号的身上也搭载着金色的唱片，里面录有地球之音，不仅有各国的问候语还有相关的名曲。

除此之外，里面还存着一些有关人类和地球文明的照片。这张唱片可以在太空中保留10亿年之久，换句话说就算未来人间已经沧海桑田，地球已经换了数代生物，这张唱片依旧会跟着探测器久久的漂流在宇宙之中，诉说着人类的过往和传奇。

当旅行者一号和旅行者号二号断联数年之后，人们可能就会将它们淡忘。但是设计者却表示，这两个探测器既然决定前往星际空间，那就注定是孤独的。

所以他们才会在这些探测器的照片上写下这样一句话，“每当人们不再关注我，我就假装自己离开了太阳系。”