旅行者号在太空飞了47年,能源竟然还没有用完,怎么做到的?

李大嘴说 2025-01-11 14:41:20

自古以来,人们就对于浩瀚且神秘的宇宙,充满了探索欲望,盼望着从遥无边际的太空当中,探寻到一丝外星生命的迹象,这也就有了“旅行者号”的由来。

只不过在旅行者1号和2号发射之初,目的不是为了寻找外星生命,而是为了摸索宇宙的真面目。

自1977年8月20日首次发射后,1号与2号的飞行时间,已经达到了47年。

上个世纪八十年代的设备研究,还算不得完善,彼时太阳能并不适用于探测器。

在宇宙中遨游了这么久的“姊妹俩”,究竟是靠什么办法,能够续航这么久的?

接收的时长与难度在增大

迄今为止,首次发射的旅行者一号已运行了47个年头,密切关注两个探测器的科学家们,也发现了两个探测器的异样,由于年头过长,它们已然难以掌控了。

从发回的数据就能证明,反馈回来的都是一些乱码,亦或是人们读不懂的排序。

不得不承认,任何机器都有使用寿命,更何况是构造精密的探测器,虽说品质有把关,奈何长时间的运行,每一次将素材发回地球时,都对寿命有一定的损耗。

为此,掌控其动态的科学家们,不得已将一些会损耗电能的项目给关闭掉。

即便如此,旅行者号也仅仅能维持到2025年,这让科学家们为之头疼不已。

按理来说,两个探测器早已完成了它们的任务,如今的超额续航,已然是奇迹了,可是令我们感到纳闷的是,茫茫宇宙太空中,它们是靠什么来能源来续航的呢?

这就要提到一种续航性超标的核电池了,它全名为放射性同位素温差热电池,是一种由钚-238放射性衰变所产生的电能装置,动力之强,续航能力也相当过关。

由于它的独特性,导致它能够在宇宙中顺利存活,且不受外界气压与环境的变化。

光有了这些还不够,离开了地球之后,就不会产生阻力了,而它则依照惯性继续飞行,加之周围巨型天体的引力,能够助探测器一臂之力,形成“引力弹弓”。

所谓的引力弹弓,也就是利用引力来不断加速,以达到科研上所需要的速度。

这期间,旅行者号的两个探测器,将经过地球、木星、土星等五个星体。

由此可见,旅行者号续航的秘诀看似很简单,实则全过程远没有这么轻松。

细节上不容出任何差错

别看旅行者号的两个探测器,能够在宇宙中飞这么长时间,实际上他们的真正任务,是向地球传输科研所需要的资料,像是图像等东西,都需要靠他们来捕捉。

这其中就要用到高增益天线,它的直径约有3.66米长,总功率却只有22.4瓦。

这样说可能不够明确,要知道手机充电器的功率,都有30瓦左右,功率如此之低的天线,明显维系不了长久运作,为此,人们为它安装上了卡塞格伦天线。

装上了卡塞格伦天线之后,工作效率明显比之前高了许多,不再受周围其他电波的干扰了,还能有效降低背景音当中的杂音,方便科研人员查看,可谓好处多多。

有了这一天线,说是如有神助都不夸张,能够向地面传输回高分辨率的图像。

虽说有了这一神器,但是图像的清晰度,还是要依靠姿态的精准度来完成的。

为了不出错,科学家们特地将无线电波束控制的很窄,以此来精准对接,毕竟要是出现了一丝一毫的差错,就会导致探测器与地球断联,这样的后果得不偿失。

像是之前的飞行过程中,就曾出现过这样的一次错误,半个月后才取得联系的。

随着时代的进步,后来的科研人员们,还为两个探测器用上了“数据压缩技术”。

这都是因为太空中还含有其他的高能辐射,会对机器的运作形成影响,况且彼时旅行者号的通信效率仅为160比特/秒,比上个世纪的手机接收速度还要慢。

因此为了确保数据清晰,图像准确无误,这才会使用上了数据压缩技术。

这样传输回来的资料,研究价值更高,不会再产生模糊不清的情况了。

地面深空探测网一样要给力

如此看来,探测器的传输步骤没这么简单,每一步都要仔细把关,就连地面的接收系统,也要确保万无一失,才能最终拿到自己想要的科研成果。

1963年,由美国合力建造的“深空网系统”正式成立,随之便启动了接收工作。

要知道,光有一个站点还不够,毕竟探测器会受到地球自转的影响,因此科学家们特地选定了加州、澳大利亚和南非三个站点,分别为接收工作做着不同的努力。

用于接收的地面深空探测网,是由一个直径为70米的天线组成,体积甚是庞大。

有了这三个大天线构成后,探测器就能实现24小时无间断传输,无惧盲区影响。

实际上世人不知道的是,为了打造这三个站点,美国的NASA可谓是下了血本,将大部分经费都用来建造它们了,由此可见,美国当局对此有多么重视。

历经了47个年头,旅行者号竟还能正常使用,还有望突破50周年,这不失为一种奇迹。

通过这件事,也不由得引起我们的深思,我们对于宇宙的探索,究竟完成了多少?

这个答案,恐怕连旅行者号自己都不清楚,虽说已经飞出去了很远,但距离探测完浩瀚无垠的宇宙,还有很大的一段距离,可以说,有待完成的课题还有很多。

好在各国科学家们,都对这个课题有探究的欲望,也正在不断为之努力着。

相信在不久的将来,在科技足够发达的时候,我们将揭开未知宇宙的面纱。

而这一切,都要依靠于无数科研人员们的努力,总之希望在多年以后,我们的愿望能够得以实现,盼望祖国会越来越好!

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李大嘴说

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