對話遠(yuǎn)在天邊的“旅行者2號”無線電技術(shù)有絕招 傳輸無線電信號實現(xiàn)測控

。

在NASA各種深空探測任務(wù)中，科學(xué)家使用位于西班牙

、美國加利福尼亞和澳大利亞的深空測控網(wǎng)，發(fā)射上行指令，接收下行通信應(yīng)答信息，測量探測器的飛行軌跡、狀態(tài)等。

其中

，位于澳大利亞的DSS-43測控天線建成于1972年，其直徑達(dá)76米，是全球深空測控網(wǎng)中最大的無線電天線之一，可以在S波段(頻段為2—4吉赫)下工作，與相匹配的遙遠(yuǎn)深空探測器進(jìn)行通信。

無線電有多個頻段，科學(xué)家通常使用其中的S

、X、Ka頻段來構(gòu)建深空探測器與地面的聯(lián)絡(luò)通道。由于地面雷達(dá)天線與探測器距離太遠(yuǎn)，相互發(fā)送的信號在路途中損失太大，在到達(dá)時信號會變得非常弱。

平勁松表示

，為了保障深空測控的連續(xù)性和通信質(zhì)量，科學(xué)家想了許多辦法，如通常會大幅度增大雷達(dá)天線的發(fā)射功率，使用比地球衛(wèi)星地面站面積大數(shù)千倍的拋物面天線聚焦輻射能量和接收信號，采用在極低溫度環(huán)境中工作的接收機(jī)來提高靈敏度，使用超高穩(wěn)定性的原子鐘獲得長時間相頻特性相當(dāng)穩(wěn)定的電磁波信號，實現(xiàn)與遙遠(yuǎn)深空探測器的通信聯(lián)絡(luò)、測距測速測角，以及發(fā)射指令信號掌控探測器飛行狀態(tài)等。

無線電和激光通信各有所長

1977年升空的“旅行者2號”航行了43年

，和地球之間的距離已超過180億千米。想要對如此遙遠(yuǎn)的深空“使者”進(jìn)行測控，目前只能借助無線電通信手段。

平勁松介紹，深空探測實驗中用到的激光通信技術(shù)

，其最遠(yuǎn)作用距離約1億千米，而地面無線電通信的作用距離預(yù)計最遠(yuǎn)可以達(dá)到230億—260億千米。如果采用類似500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)的巨型裝置或平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(SKA)接收信號