旅行者1号是迄今为止人类飞行得最远的人造飞行器，已经飞出了太阳系最外延的行星和矮行星，飞出了柯伊伯带，向太阳系外飞去。

自从1977年9月5日发射升空离开地球后，就没有什么技术来监控它的画面了，只是通过深空网络监控其飞行姿态和接受它发回的电子信息资料。

所谓深空网络就是遍布全球的巨大射电望远镜阵列，组成一个支持星际任务、无线电通讯、利用射电天文学观察探测太阳系以及宇宙的国际天线网络。

所有发射的地外探测器，尤其是脱离地球引力的深空探测器，就是依靠这套系统进行指挥、操控、接受信息的。

旅行者1号近距离探访了木星和土星，并借助它们的引力弹弓效应提速，在上世纪就飞跃了太阳系最远的行星冥王星轨道，向太阳系外银河系中心飞去。

期间传回了数万张彩色照片，让人类首次目睹了木星、土星惊世骇俗的美丽，还看到了远离64亿公里处对地球那渺小而震撼的回眸一瞥。

。

自1977年发射升空以来，旅行者1号已经离开地球，独自在太空中飞行了长达42年的时间。尽管这艘无人探测器目前远在219亿公里外，它与地球的距离相当于日地距离的146倍，但它的飞行轨迹还在受到地球的监控。那么，美国宇航局（NASA）是如何监测并控制旅行者1号的呢？

旅行者1号已经飞行了43年，由于距离遥远，目前没有技术能够监视它的飞行画面，只能通过无线电波与它保持联系。人类与它最后一次互动，是在2017年11月28日，工程师下达指令，修正了它的航线。

关于旅行者1号

旅行者1号是美国宇航局于1977年发射的外太阳系探测器，目前已经朝着深空连续飞行了43年。旅行者1号还有一个兄弟叫做旅行者2号，也是在1977年升空的。旅行者1号利用引力弹弓效应成功加速至第三宇宙速度（16.3千米每秒），比旅行者2号快10%，成为人类历史上飞行速度最快的探测器之一，。它于2014年穿越了太阳风层顶，成功飞出了太阳系，但还在太阳引力的控制范围之内。即使这样，它仍然是人类有史以来飞得最远的探测器。

旅行者1号利用钚的放射性能量来发电，简单来说就是核电池，可以用好几十年。不过，据科学家估计，旅行者1号的电力将在2020年消耗殆尽。乐观估计，还能坚持到2025年。旅行者1号在这漫长的旅途中，为人类传回了大量的科研数据。还携带了一枚镀金铝质碟片，充当地球人的信使。

如下图所示，为了节约宝贵的能源，旅行者1号进行了一系列省电操作。正是工程师的这些操作，使得旅行者1号在发射升空40年后仍然能够与地球保持联系。

为了能够与地球保持联系，旅行者1号在设计之初，就建造了一个口径3.7米的大锅，那口大锅就是接收和发送信号的高增益天线。并且携带了精度非常高的陀螺仪，可以用来修正天线的方向，即使在非常遥远的距离也能对准地球。

1977年发射的旅行者一号已经连续飞了42年了，它现在已经距离地球有219亿公里了，约140个天文单位，140个日地距离啊，就算是全人类拼了命带它回来也回不来了，太远了，超出了我们能触及的范围。

那么远的距离，飘荡在太空中，人类该怎么与它保持联络以及传输数据呢？

旅行者一号本体上有一个直径达到了3.7米的高增益天线，可以把信号集中以频率为8GHz发射向地球，但由于抗不住距离过于远，地面上需要口径很大的天线来接收，传输的方式就是普通的电磁波，只不过在传输之前需要将信号进行编码调制，将电磁波的特征具体到0或1上来，等到地面的天线接收到之后，再进行解调，就可以知道传输过来的信息了。

在地球上有专门用于深空通讯的DSN，分别建在三地，一个在加州金石，一个在澳大利亚堪培拉，一个在西班牙马德里，这样正好不受地球自转的影响，时刻都可以保持与深空探测器联络。

旅行者1号飞出太空这么远，人类通过什么技术来监控它的飞行画面？

旅行者的飞行画面就不可能啦，请不要认为像好莱坞大片中控制无人机定点清除基地组织某个头目那样可以看到实时的画面！能和旅行者保持的仅仅是几个byte的联系，一张图片要发很久，而且延时也越来越久，到最近连最基本的联系都无法继续保持.....

一、旅行者用什么通信？

自从无线电通信方式发明以来，除了光缆能到达的超大容量数据通信以外，其他远距离超远距离通信已经被无线电彻底替代，甚至你家里的无上网已经替代了网线，和手机代替了座机，而跨越宇宙空间的，也只能通过无线电来通信

旅行者一号发射于1977年9月5日，这也是有史以来距离地球最远的人造飞行器，也是首个离开太阳系的人造飞行器。得益于数次引力加速，旅行者一号的飞行速度比其他任何飞行器都要快，它的主要任务是提供土星和其卫星的照片，并不会提供影像内容。旅行者一号的无线电通信系统主要是为了达到和超越太阳系的极限，其主要包括一个直径3.7米的抛物面高增益天线，通过地球的三个深空网络站发送和接收无线电波。

旅行者一号通过2.3GHz或8.4Ghz的频率在深空网络18通道传输信息，而地球则发射2.1Ghz的信号给旅行者一号。当旅行者一号无法和地球进行联系时，它自己携带的数字磁带记录器可以记下约64千字节数据。

旅行者一号能发送信息，全仰仗三块反射性同位素热电机提供电力，而这些电机已经远超过其设计寿命。按照测算，钚核电池能保障旅行者一号的仪器工作到2025年。在2036年，通信系统的电力将耗尽。这时，它将不会像地球发回任何信息。

1977年旅行者一号发射升空后，在1979年经过木星系统，1980年经过土星系统。2012年8月25日，旅行者一号成为首个穿越太阳圈并进入星际介质的太空飞行器。截止2019年8月28日，旅行者一号处于离太阳2.19×1010千米的位置，这也是目前距离地球最远的人造物体。目前旅行者一号正沿着双曲线轨道飞行，并达到第三宇宙速度，也就是它的轨道和太阳系无缘了，成为一艘星际航天器。最早旅行者一号的任务师探测木星，现在则变成了探测太阳风顶，和对太阳风进行粒子测量。

旅行者1号在1977年9月5号发射成功，这是一艘无人外太阳系空间探测器。旅行者1号先开始“拜访”了木星和土星这两颗气态巨行星，并且拍摄了相当清晰的照片，如今的旅行者1号仍然还在星际空间探索。

据了解，旅行者1号在飞行过程中一直在向地球传输各种信息数据，很多人对此感到好奇，当旅行者1号距离地球很远的时候，是如何把信息以及数据传输到地球上呢？

原来美国NASA知道旅行者1号此行路途遥远，而且传输信息数据会很艰难，所以早就做好了准备。

给旅行者1号安装了核发电机可以让其一直飞行下去，还配备了直径为3.7米多高增益抛物面天线，并且还对天线进行了设置，其不管走到哪里都始终精确对准地球。旅行者1号传输信息数据的方式是通过无线电，地面上的工作也是通过无线电波，从而来接收以及发送信号，这种无线电波在宇宙中的速度可以达到光速。

截止2019年8月4日，人类还能控制，由于本身携带有大量的传感器，比如姿态、环境、速度等传感器，科学家通过这些传感器传回来的信息使用电脑便能模拟出旅行者1号的位置、姿态等性息。

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。两艘旅行者号探测器，都是以三块放射性同位素温差发电机作为动力来源。

这些发电机已经大大超出了起先的设计寿命，一般认为它们在大约2020年之前，它们仍然可提供足够的电力令太空船能够继续与地球联系。

旅行者1号是根据微波来进行信号的发射，存在着很多的不确定性，而随着能源的消耗，旅行者马上就要到达他生命的终点了

旅行者1号是到今天为止人类飞行得最远的人造飞行器，已经飞出了太阳系最外延的行星和超级小行星，飞出了碎石带，向太阳系的外边飞去。

自从1977年9月5日发射升空离开地球后，就没有什么技术来监控它的画面了，只是通过深空网络监控其飞行姿态和接受它发回的电子信息资料。

旅行者1号自从1977年发射升空至今已经43年，飞行距离高达222亿公里，已经到了太阳系的边缘，即使是用来通信的电磁波也要走20个多小时，来回一次信息传输的时间都要超过41个小时，距离地球如此之遥远的地方，依然能够向地球发送回自身信号信息，这个即使在今天看来都是极其了不起的技术。

1远距离深空通信，信号强度极其微弱，旅行者1号上面的无线电发射台的功率只有23瓦，但是通信距离却超乎我们的想象。在如此遥远的距离上，这么小的一个无线电信号传到地球信号强度可以想象有多么微弱，有用信号和无用的信号的信噪比会非常非常小，根据香农公式，信噪比和传输带宽之间是可以相互转化弥补的，即信噪比非常小，可以通过加大传输带宽来弥补，扩频通信的原因也正是为此，因此星际深空通信的无线电信号频率一般比较高，旅行者1号所用的无线电传输频率是8GHz的频率。

2、因为信号太弱，误码率会非常高，所以深空通信需要极其复杂冗余的信道编码，以实现检验，校对，纠错，往往需要在拥有的信息编码中，增加大量的纠错冗余编码，如果无法纠错就需要重传，所以传输效率会非常低，速率非常慢。

引言：宇宙是人类一直都想要探索的地方，从人类知道宇宙之后，就对宇宙产生了巨大的好奇，宇宙真的是非常大，宇宙中充满了各种天体，比如说恒星，行星还有其他的一些天体，宇宙中的天体多的数不过来，所以科学家也在不断的探索宇宙的奥秘， 就是希望有一天能够解开宇宙中的奥秘，科学家派出很多探测器在宇宙中，也是为了能够在宇宙中找到更多我们意想不到的事情，其中旅行者一号就是人类在50多年发射到宇宙中去的，已经在宇宙中拍到了很多照片，给人类带来了很多宇宙中的信息，所以我们才能对宇宙能够这么了解，那么它是如何把照片传回地球的？让我们看看科学家的！

美国在上个世纪的时候发射了一架旅行者一号，一直向太阳系的边缘飞去，这架飞机成功的进入宇宙中后，一直到现在，它还在向前面飞行，根据科学家的测量显示，旅行者一号目前距离地球大约是216亿公里，这段距离相当于144个天文单位，旅行者一号不仅仅在不断的创造人类飞行器的最远距离，还在不断的给人类传输数据，那么他们是如何将这些数据传回来的呢？而且它为什么能够一直向太阳系外面飞，它的动力来源于哪里，随着飞行距离的增加，太阳能的供应越来越不稳定，所以工程师在旅行者一号上面安装了核发电机，这样它才能够一直飞下去！

根据科学家的解释，由于该飞行器是在上个世纪七十年代的时候设计的，那个时候人类的通讯技术还不是很发达，所以旅行者一号最初将数据传输回地球是通过无线电的，地球上的接受人员也是通过无线电的方式向旅行者一号发送信息，虽然无线电在宇宙中传播的速度能够达到光速，但是随着传播距离的增加，信号的强度也会发生相应的减弱，科学家表示，旅行者一号在遥远的地方向地球发射信号，地面上的人员接收到的信号强度只有最初的100万亿分之一，虽然随着人类科技的不断进步，科学家们通过各种方法，增强了对旅行者一号的通讯！

比如说在旅行者一号上面配备了一根直径为3.7米的天线，这就让旅行者一号能够在宇宙中飞行的时候，对准地球，美国科学家在地区上三个不同的地方建设了接受信号的监测站，所以能够接收到信号，不过有的科学家认为，这些做法都没有用，因为目前能够接收它发出来的信号速率只有每秒16比，再加上它在未来会飞的很远，总有一天它会和地球失去联系，到那时候它就成为了人类文明的使者，而且在发射这个飞船的时候，还在上面放置了一张特别的金属唱片，上面有很多地球上的声音，还有人类的语言，这也就是为了能够寻找到外星生命！

不过有的科学家认为，如果有外星文明存在的话，那么它们早就应该看到了旅行者一号，但是过了这么长时间我们依然没有找到外星文明。可能是因为我们还没有飞出太阳系的原因吧，根据科学家的计算，旅行者一号如果想要飞出太阳系，那么至少还需要1万年的时间，这个时间对于人类来说太长了，我们也不知道能不能够等到那个时候，不过科学家认为人类在不断的进步，以后说不定人类能够制造出光速飞行，或者是超光速飞行，这样我们飞出太阳系就变得很简单了，但是根据爱因斯坦的相对论，有质量的物质是没有办法超越光速的！