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旅行者1号回信要两天?飞了近半世纪,今夜发出的指令明夜才到

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等旅行者1号飞到一光日外,今晚六点发指令,明晚六点左右才送到。就算它立刻回信,地球也要等到后天傍晚。NASA预计,北京时间11月18日18时16分许,这艘飞了49年的探测器将成为第一个离地球一光日的人造物体。



旅行者1号示意图。NASA、ESA、G. Bacon(STScI)

一光日约259亿公里,刚好是光走24小时的路程。无线电波在太空里也以光速传播,因此这一天花在途中。接收机再灵敏,也不能让信号提前抵达。可在今年10月,NASA真的有两天没听见旅行者1号。那两天又是怎么回事?

地面没听见,和信号还没到

10月18日和19日,地面按计划尝试联络两次,两次相隔24小时,都没检测到信号。20日,信号重新出现,工程师当时还没发送排查指令。这三天记的是地球上的接收情况。只凭两次没收到,无法精确画出飞船从哪一刻开始、到哪一刻结束的失联时间线。

把接收记录的时间向前拨近一天,才是船上本该发出信号的时段。即使地面在第一次没听见后马上发指令,也要到第二次联络前后,飞船才可能收到。

NASA查到,一组小推力器停用,备份接了班。它们负责微调飞船朝向,好让天线继续对着地球。船上的程序能自己切换推力器、暂停正常运行,把飞船先稳住。至于这一次为何没收到信号,NASA仍在调查,也还不能把掉线直接归到某一个零件头上。



堪培拉70米天线。NASA/堪培拉深空通信中心

地面这头也分工。按NASA公布的任务安排,旅行者1号的数据可由美国金石和西班牙马德里的天线接收,发送指令则靠澳大利亚堪培拉那口直径70米的大“锅”。能听见远处的微弱信号,与有能力让远处听见自己,是两回事。发射功率影响的是指令到站时够不够强,信号在路上待多久,则取决于距离。

隔着一天,怎么动飞船上的开关

2025年,NASA曾尝试唤醒一组停用多年的滚转推力器。程序一旦启用它们,飞船偏离预定朝向就可能触发自动点火,所以加热器必须赶在点火前恢复。地面终于在遥测里看见温度上升时,飞船上的加热器其实在23个多小时前就热起来了。



1977年,一艘旅行者在真空舱受测。NASA/JPL-Caltech

今年9月,团队又做了一次涉及三个设备的切换。每关掉一个耗电较多的装置,就由一个更省电的装置接手。三个替换得一起做,因为省电只是目标之一,热还得送到对的地方。飞船把放射性材料衰变产生的热变成电,可用功率每年少约4瓦。靠这次腾出来的余量,剩下的科学仪器可以多工作一段时间。

越接近一光日,临时改主意的代价越容易算清。假设地面发第一条指令,等收到结果后才决定要不要发第二条,等到第二个结果就接近四天。飞船上需要马上处置的事,只能靠机载程序先反应。11月18日只是个好记的刻度。此前单程已经接近一天,过了这一天,延迟也会随距离继续变化。

如果能给快到一光日外的旅行者1号留一句话,你会给它发什么?

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