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失控7個月，飛了188億公里旅行者2號傳回兩個字，究竟怎么了？

2020.11.03

美國宇航局1977年發(fā)射的旅行者2號航天器，目前已離開太陽系，進入星際空間，距離地球約188億公里。不過自今年三月以來，旅行者2號就已實際失去控制，但它自己卻不知道，還在鶯歌燕舞地快樂趕路，希望在電池2025年完全失效之前，為人類發(fā)回更多的信息。

一個深空中的探測器，失去控制長達8個月，在很多人看來完全是不可想象的事情，這究竟是怎么回事呢？

旅行者2號和1號是美國宇航局的雙子探測器，1977年8月到9月，兩艘飛船間隔16天，先后離開地球，向著兩個不同的方向進發(fā)。在相繼完成探測任務后，旅行者1號已沖出日球?qū)禹?，離開太陽系，飛向銀河系中心。率先出發(fā)的旅行者2號反而速度慢一點，但也飛出了太陽系，在星際空間四處打望，希望能發(fā)現(xiàn)點什么奇怪的東西，好向人類發(fā)回報告。

很多人不明白，兩艘飛船已高速飛行了40多年，離地球兩百億公里左右了，究竟是如何與地球保持聯(lián)系，并傳回數(shù)據(jù)的呢？

看看兩艘飛船的形狀你就知道了，旅行者1、2號最大的特征就是兩口巨大的“圓鍋”，直徑達3.7米，學名叫高增益天線，用來接收和發(fā)送信號。這其中還有個可怕的花絮，旅行者2號率先出發(fā)的時候，地面人員竟然忘了傳送一個至關重要的啟動代碼上去，導致旅行者2號上關鍵的高增益天線沒有啟動。這個問題如何解決的呢？幸好航天器上還有低增益天線，地面人員最終與其取得聯(lián)絡，重新啟動了高增益天線。

但兩艘飛船都飛了這么遠，稍微有點偏差，就無法對準地球的方向，也沒辦法傳輸信號啊。所以兩艘飛船上還有精度非常高的陀螺儀，可以借此精確修正天線方向，使之在非常遙遠的距離上也能對準地球。

飛船上的裝備倒是非常精良，武裝到了牙齒，那么地球上如何接收信號呢？這要求就更高了，NASA有一個深空網(wǎng)絡（DSN），位于美國加州的巴斯托，西班牙的馬德里，澳大利亞的堪培拉，每個地方都有一座70米口徑的巨大碟型天線——相當于碟面可轉(zhuǎn)動的射電望遠鏡，以及直徑34米或更小的數(shù)座天線，在地球上每120度區(qū)域就設置一個，可以全天候?qū)μ栈顒舆M行監(jiān)控和通信，向探測器發(fā)送指令并接收數(shù)據(jù)。光是維護這三個天文臺，每年就是一筆巨大的開支，而且正好在地球上相隔120度的3個地方建監(jiān)控設施，可見NASA的人緣還是不錯的。

旅行者號的數(shù)據(jù)就是由這三個天文臺接收的，向旅行者號傳送指令也要由70米口徑的天線來完成。

然而旅行者2號比較獨特。1989年它飛過海王星衛(wèi)星海衛(wèi)一Triton的北極時，由于已是太陽系最后能造訪的天體，科學家們不再考慮飛行軌跡，將其軌道調(diào)校得更靠近海衛(wèi)一，導致其相對于行星盤面向南偏轉(zhuǎn)，從此就朝著這個方向一條路走到黑地飛下去，到現(xiàn)在它已經(jīng)位于遙遠的南方，北半球的兩個深空站已無法和它聯(lián)系，只有南半球澳大利亞的70米口徑天線DSS43，有足夠強大的發(fā)射機天線可以向它發(fā)送指令。

但屋漏偏遭連陰雨，在每天能夠和旅行者2號聯(lián)系的時間大大縮短的同時，由于DSS43天線已經(jīng)運行了近50年，各種設備已經(jīng)老化或過時，需要對發(fā)射機進行升級，以保證未來其它任務的需要，NASA不得不在今年3月開始對其進行維護升級。因此從三月份開始，旅行者2號實際就已經(jīng)完全失控，只能靠自己飛行了，好在另外幾座34米口徑的天線還可以接收它傳回的信息。

10月30日，DSS43裝好了新的發(fā)射機，科學家們迫不及待地向旅行者2號發(fā)出了幾條指令。34小時48分鐘后，旅行者2號回復了科學家們的指令：你好（hello）。

一切正常！旅行者2號，已隨時準備接受新的指令。43年了，不容易啊，該老的人都老了，它還在太空中踽踽獨行，奔向未知的星際空間，帶著人類的黃金唱片，以及太陽系這顆唯一演化出智慧生命的星球的具體位置，期待來自另一個世界的第一次接觸。

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