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先驱者11号 美国宇航局
先驱者11号(也被称为先驱者G号),在1973年4月6日被美国宇航局发射的太空探测器,用来研究木星和土星的外层大气,星际空间,宇宙射线和太阳风。
先驱者11号 图源:image.baidu
擎天神火箭在卡纳维尔角被发射。由于能量有限,和 探索 器的交流只持续到1995年11月30日。
先驱者11号的任务在1969年被确认就是接替它的双胞胎哥哥先驱者10号,先驱者10号在1972年3月3日比先驱者11号早一年被发射进入太空。在2012年9月,先驱者11号离太阳的距离大约86.39AU(AU为太阳到地球的距离).其运转速率为11.38km/s。据传,先驱者11号朝着盾牌座的方向去。
先驱者10号飞离太阳系效果图 图源:image.baidu
先驱者11号的任务
先驱者最主要的任务之一就是 探索 太阳系外层。其他任务包括研究火星轨道周围的星际物质,木星环境以及小行星带和它将来是否会危害外层太阳系。土星的飞越任务是附加的目标,宇宙 探索 是希望能研究行星的大气,成分,与太阳风之间的相互作用,探查土星环和其卫星泰坦。
先驱者11号 美国宇航局
在美国宇航局艾姆斯研究中心的管理下,先驱者11号被美国天合公司承包打造,作为先驱者计划中的一部分
飞行船的设计
此飞行船重259千克,长2.9米,一个直径2.74米的铝蜂窝高增益天线设计成夹层材料。主夹层形状是六边形在飞船里。用来在球形罐内安装推进器,8/11的科学用具都需要用它携带。飞行器同时也携带一个低增益多方向天线,就安装在高增益天线的下方。
飞行器的方向是由六个联氨推进器来帮助控制的。第一对帮助飞行器保持一个连续不断的旋转速率4.8rpm,第二对帮助推进器保持前进,第三对帮助维持高度
先驱者号 图源:image.baidu
先驱者11号纪念匾 美国航天局
先驱者11号飞行器是被四个发电机(放射性同位素热电)所驱动。他们会在飞行器发射期间产生一个有155瓦特的联合动力。然而,当飞行器靠近木星时,外部驱动力衰减至140瓦特。需要100瓦特的驱动力来使得不同的系统和仪器起作用。
和飞行器之间的通信由转送器用S波段频率接收和转输数据。从地球接受2110赫兹波段的上行链路和用2292赫兹的下行链路传送入地球。通信直接在深空网络,美国宇航局喷气推进实验室的一部分。深空网由大量的天线和其他的通信设备。这些设备旨在支持星际间的飞行器任务。
一个主要的计算机化的预测关于飞行器在地球上的工作和对其之间的转输。这个飞船能够在222个地面控制人员输入的指令中保留多达5个
先驱者11号飞略木星 图源:image.baidu来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-379.html
仪器
一些用来观测和研究先驱者11号的科学仪器在以下有详细描述
外层太阳系和内层太阳系。外层太阳系和内层太阳系。美国宇航局
-四球等离子体分析仪:用来探查太阳产生的太阳风粒子来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-302.html。这个仪器是从高增益碟形天线后的一个孔来进行观测
-带电粒子仪:探查太阳宇宙射线的存在
-氦矢量磁强计:用来绘制木星磁场图,太阳风和木星的相互作用等等。
-宇宙射线望远镜:收集数据研究宇宙射线粒子的成分以及他们的能量波动。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-440.html
-流星体探测器:研究小型流星造成的影响。他们是安装在碟形天线后面的压力探测器。
-盖革管式望远镜:研究能量分布和当飞行器穿过木星的射线带时带电粒子的角分布来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-290.html
-流星状小行星探测器:用四个非成像望远镜来观测尘埃状粒子和大型小行星。
-紫外光度计:用来感知紫外线确定气体质量例如宇宙中的氢和氦。
-红外辐射计:收集云的温度信息。以及提供木星外层温度信息。
先驱者11号还携带有成像旋光仪和宇宙射线望远镜以及其他的一些仪器
先驱者11号,就像它的双胞胎探查器先驱者10号,携带一个金阳极氧化铝做的匾。它包含了一个男性和女性的裸体形象,以及其他一些表明其起源的。这个匾是被用来提供信息以防其他的智慧生命拦截飞行器。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-820.html
先驱者11号所带信息面板 图源:image.baidu 来源:https://www.yz66.net/cshi/202501-3608.html
深空网。美国宇航局
先驱者11号是首个飞略土星的人造飞行器。首张木星极地地区的就由先驱者11号传回地球。它在1974年11月3日飞行离木星最近,甚至比先驱者10号更近。在以高速接近木星时,受到的辐射副作用比先驱者10号更小。由于木星的强引力作用,先驱者11号将自己猛地飞向土星。当在1979年8月遭遇到了星球的弓形冲击强有力的证明了土星磁场的存在。同年9月,它距离土星最近,21000千米的距离。
来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-584.html
包括先驱者11号的发现都证实了一个狭窄环形的存在,不是“A”环而被称作“F”环,以及距离200千米的卫星的存在。土星上主要由液态氢组成其温度在零下180摄氏度。
先驱者11号到达土星 图源:image.baidu
飞略土星后,这个飞行器和它的双胞胎方向正相反,朝着银河系中心前进。在1990年2月,先驱者11号成为第四个飞略海王星的人造飞行器。
1995年11月传送了最后的一点数据。很快,在这之后,所有的联系全部丢失,地球也永远的失去了与飞行器的联系。来源:https://www.faithandyoung.com/cshi/202501-5362.html
作者: thetimenow
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飞行42年,距地球182亿公里,我们怎么接收到旅行者2号的微弱信号
当人类走出地球的那一刻,被浩瀚的宇宙所震撼。宇宙到底有多大,无人知道,宇宙最深处到底会是什么样的情景,我们有希望看到宇宙的边界吗?
想要看到宇宙深处的情景,依靠飞船或探测器到达那是根本不可能的,要知道宇宙的基本距离单位是光年,光速是基本的速度单位,就算是飞船的速度达到了光速,能够到达的范围也是非常有限的,连直径只有20万光年的银河系都无法飞出去。
因此,观测宇宙深空的情景和奥秘,只有依靠强大的天文望远镜,它才是观测利器,可以让我们看到遥远宇宙深处的情景。要问人类最先进的深空天文望远镜是什么,相信很多人都会回答是哈勃望远镜。没错,哈勃望远镜是人类最强大的天文望远镜,它为人类探测宇宙奥秘作出了巨大的贡献。
哈勃望远镜看得非常远,它对准南方星空的天炉座附近一小片区域,开始了长达一个月的凝视。数百次曝光之后,哈勃终于捕捉到了来自宇宙最深处的微弱光芒。这张被称为哈勃超深场2014的照片,向我们展示了早期宇宙的景象。
从中,我们可以看到数不尽的,大小不一,形态不一,闪闪发光的星系拥挤在一起。可能有些人认为这些发光的不是恒星吗?当然不是,这可是哈勃望远镜观测到的130亿光年外的宇宙深空景象,恒星在我们眼里很大,但是放在宇宙尺度上,它就是尘埃。这些无数的亮点都是一个个星系。
这些星系距离地球约130亿光年,我们看到的也不是现在的景象,要知道光子的速度只有光速,从130亿光年处出发后,需要130亿年才能到达地球,才能被哈勃望远镜接收到来源:https://faithandyoung.com/cshi/202501-5979.html。因此,这张照片中的宇宙深处景象星系景象只是130亿年前的情景,那个时候宇宙才诞生8亿年,太阳系还没有诞生,是早期宇宙的景象。
从中,我们看到星系之间有很多黑暗的空洞,这些地区又是什么的景象呢?由于星系核心部位的恒星最为密集,因此也最为明亮和醒目,这些明亮的部位才能够被天文望远镜观测到。而星系之间通过比较昏暗,对于天文望远镜来说,那是属于不可见区域,这些昏暗的区域中会是一片虚无吗?
科学家通过对照片进行图像增强处理之后,发现了大量的隐藏星系,这些星系都处在昏暗的不可见区域内,由此可见,宇宙深处的景象超乎我们的想象,同时也说明宇宙大到我们无法想象,宇宙的星系数量更是多到无法估计,恒星,行星的数量那更无法来统计。
哈勃望远镜拍摄下的这张只是宇宙的冰山一角,随着人类探测技术的不断升级,未来人类的可观测宇宙范围还会更大,能够看到更远,那么人类有希望看到宇宙的边界吗?虽然宇宙自奇点大爆炸之后一直在加速膨胀,但是宇宙有边界是得到了大多数科学家的支持。
只要宇宙有边界,随着人类科技的快速发展,未来总有一天我们能够看到,这个希望只能依靠天文望远镜,宇宙的边界处必然存在着大量宇宙大爆炸之初形成的星系和物质。那又将会是一种什么样的景象呢?宇宙充满着无限的魅力,当人类能够看到宇宙边界的时候,又会产生一个新的疑问:宇宙边界之外又是什么景象?
我们看到这张130亿年外的宇宙深处星系景象,除了让人类感到震撼之外,还让很多人想到了另一个问题:那就是外星文明。宇宙浩瀚广阔,哈勃望远镜只是观测了一小片130亿外的星空区域,就发现了如此多的星系,而且这些星系的诞生时间远远超过太阳系。
那么这些星系是否也有像太阳系一样的文明星系?虽然宇宙中智慧文明诞生的概率极少,但是在浩瀚的宇宙面前,在数不尽的星系面前,这个极小的概率也会出现很多的智慧文明。如果这些早期形成的星系,有的已经诞生了生命,诞生了智慧文明。那些这些外星文明一直发展到现在,至少从人类早出现了几十亿年,他们的科技实力又将强大到何种程度?
人类的科技快速发展时期不过才100年,已经走出地球开始探索宇宙,我们完全无法想象一个比人类多发展了几亿年,几十亿年科技的文明,又将如何强大?可能他们早已站在这个宇宙文明金字塔顶端,是宇宙的真正霸主。
这样强大的文明,宇宙间的距离已不再是问题,130亿光年对于人类来说,这是无法想象的距离。但是对于强大的外星文明来说,可能根本不算什么。有可能他们早已发现了地球的存在,人类的存在,只是人类文明太弱小了,没有和他们进行接触和交流的资格。
宇宙有太多的奥秘等着人类去破解,虽然我们也向望星空,期望能够破解宇宙的终极奥秘,期望能够看到宇宙的边界,但是这一切想实现,还需要人类不断发展科技,只有强大的科技才能够做到这一切。
小伙伴们,你们对此有何看法?欢迎大家在下方留言讨论,发表自己的见解和看法。
对于我们很多人来说,宇宙深处是一个很让人向往的地方,可能很多朋友都希望未来有一天能够踏上外星球的表面,或者到外太空中来一场太空旅行。当然,从目前的 科技 水平来看,在短时间内实现大规模的太空旅行,或者到达外星球,还是有很多技术等方面的难题。虽然我们目前还没能够真正实现载人星际飞行,但是有一些无人探测器已经可以到达太阳系其它行星附近或者登上太阳系某些行星的表面,有一些探测器甚至正在朝着太阳系外飞去。
1977年8月20日,NASA发射了旅行者2号探测器,先后飞掠了木星、土星、天王星、海王星以后,朝着太阳系外飞去,至今这个探测器已经在太空中飞行了42年。NASA的科学报告指出,2018年12月10日,“旅行者2号”探测器成为继旅行者1号探测器以后第2个进入星际空间的探测器,目前旅行者2号探测器离我们地球的距离已经达到180亿公里。来源:https://www.yz66.net/cshi/202501-1828.html
从发射时间来看,旅行者2号探测器比它的姊妹船旅行者1号探测器发射更早,旅行者1号是在1977年9月5日发射升空的,比旅行者2号探测器晚了近半个月,不过,两者进入星际空间的时间差别非常大,旅行者1号探测器率先在2012年8月25日进入了星际空间,是世界上第一个进入星际空间的探测器,在6年后,旅行者2号探测器才进入星际空间。不管进入星际空间顺序的先后,这些探测器的到来,将我们此前未曾到达的星际空间的景象展现在我们面前。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-942.html
从距离来看,旅行者2号与我们地球的距离已经达到180亿公里,探测器发回的信号,我们还能接收到吗?我们先看看旅行者2号是怎么与地球通讯的。由于在外太空中,没传播的介质,所以我们在宇宙中说话的声音是没法传播的。我们也不可能通过接线的方式,将旅行者2号探测器的信号传回来,所以旅行者2号是怎么与地球实现通讯的呢?
其实,早在100多年前,我们人类就解决了这个传播信号的问题。在1895年,意大利人马可尼就已经成功进行了以无线电波传播信号的实验,随后在1899年建立了跨越英吉利海峡的英法之间的无线电通信,在1901年更是实现了横跨大西洋的无线电通信。这也就是无线电技术,可以将信息加载到无线电波,而无线电波传播的速度非常快,与光速相当,当这些无线电信号到达接收端时,电波就会引起电磁场变化,在导体中产生电流,紧接着通过解调的方法将信息从电流的变化中提取出来,从而达到信息传播的效果。在宇宙深处飞行的探测器,就是将“看到”的景象以无线电的方式光速传回地球。
问题是,这些探测器本身的功率并不是很大,能够发射的信号强度也是比较微弱的,再加上这些信号会随着距离越远,削减得越明显,强度越来越低。就像我们拿着手电筒朝着远方照射,距离越远,我们看到的手电筒光线就越暗。目前旅行者2号离我们地球已经达到180亿公里,所发回的信号已经极为微弱,我们是怎么接收到这些极为微弱的信号的呢来源:https://yz66.net/cshi/202501-33248.html?
一般情况下,我们是没法接收到这些信号的。为了实现与这些宇宙深空的探测器进行通讯,NASA建立了深空网络(即DeepSpaceNetwork,简称:DSN),分别在美国、西班牙、澳大利亚三个地区建立了深空通信设施,三个地区的接收器刚刚好呈120度分布的布局,所以可以360度接收到来自宇宙深处探测器发回的信号,即使地球在自转的过程中,还是可以连续与探测器进行通讯。
当然,360度也只能让连续通讯成为可能,需要接收到这些微弱的信号,就必须想办法让这些微弱的信号“增强”,所以这些接收站都会安装一些看起来像“大锅”的可控抛物面天线,可以将这些微弱的信号反射到接收器,集中起来收集。其中一个可控抛物面天线是位于澳大利亚堪培拉的Deep Space Station 43(DSS-43),其宽度达到70米,NASA的科学报告指出,这一个可控抛物面天线在2020年3月就已经开始升级,预计要到2021年1月才会完成升级。
由于Deep Space Station 43(DSS-43)可控抛物面天线是唯一能够向旅行者2号探测器发送指令的天线,所以在升级期间,我们地球是没法向旅行者2号探测器发出信号的。不过,这不影响旅行者2号探测器发回信号,因为其他的天线还是可以接收到旅行者2号探测器发回的信号。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-637.html
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