無論你在宇宙的哪個角落,我都永遠注視著你,你永遠都不孤獨。
—深空網絡對宇宙飛船如是說。
美國航天局發射了許許多多的宇宙飛船,它們有的在探測地球,有的在太陽系中遨遊,還有的飛出了太陽系,去探索系外的星球。
那麼,這些離我們很遠很遠的飛船怎樣才能把它們的發現告訴我們呢?
答案是利用深空網絡(DSN)。
飛船通過深空網絡把它們收集到的圖片和其他信息返回地球。
那這個神奇的東西到底是什麼呢?
實際上,深空網絡就是設置在世界上不同地方的巨大的國際無線電天線網絡。
這幅圖片拍攝的是設置在澳大利亞堪培拉的深空網絡綜合體。每個深空網絡位點都有至少四個天線。
目前世界上有三處深空網絡設施,分別位於澳大利亞堪培拉、西班牙馬德里和加州戈德斯通。
這幾處設施呈120度角均勻分佈在地球上。這樣,在地球的自轉過程中,我們也能連續地和宇宙飛船進行交流。
這幅世界地圖上顯示了三處深空網絡設施的位置。
深空網絡天線是用來做什麼的?
這些天線的作用非常大,它們實現了地球和宇宙飛船之間的交流。
一方面,宇宙飛船通過天線將圖片和其他信息傳回地面,同時“彙報”自己的行程:現在位於哪裡,正在做什麼。另一方面,美國航天局也利用這些天線網絡向宇宙飛船們發射各種各樣的指令。
在這幅圖上,一艘宇宙飛船正通過深空網絡向地球發射並接收信息。
宇宙飛船和深空網絡是怎樣交流的?
我們的太空探測者——宇宙飛船有許許多多的任務要做。
所以,它們用來交流的工具既不能太重,也不能佔用太多空間,更不能耗費太多能量。如此一來,飛船上的小天線向地球發射的信號就非常弱了。
我們只好在地球上建立起非常大的天線來接收飛船的信號。
並且,飛船離我們越遠,需要的天線就越大。
深空網絡中最大的天線直徑有70米(230英尺)。
每個深空網絡位點都有一個直徑70米的大天線。圖中這個,叫做火星天線,位於加州戈德斯通。
與深空網絡進行交流的最遠的物體是美國航天局的“旅行者”號宇宙飛船。
它們1977年就發射升空了,至今,旅行者1號和2號已經到訪過木星、土星、天王星和海王星。
目前,旅行者1號正在太陽系外繼續進行探索。
因為旅行者系列飛船距離地球實在太遠,所以它們返回天線的信號非常微弱。
令人驚訝的是,深空網絡接收到的信號的能量比一個數字手錶工作所需要的能量要小200億倍!
那這麼微弱的信號怎麼能被地球發現呢?
原來工程師們早就想好了對策,他們用先進的手段將這些信號放大,這樣它們就能被清楚地“聽到”了。
這段動畫中,之字形線表示宇宙飛船和深空網絡天線進行著信息交流。
深空網絡接收信號後會發生什麼?
每個深空網絡位點都在接收著信號。
它們將這些信號統一傳送到位於加州帕薩迪納市的噴氣推進實驗室。
在那裡,科學家們利用太空飛行操作設施將這些信息加工處理,最後我們就都能分享它們了!
這幅圖片展示了美國航天局噴氣推進實驗室的太空飛行操作設施。它是深空網絡系統的樞紐。
內容改編自NASA相關欄目內容
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