人类旅行者2号探测器距离地球180亿公里靠什么保持通讯？

旅行者2号是一个重722千克的航天探测器，于1977年8月从美国卡纳维拉尔角的41号航天器发射台发射升空，目的是研究外太阳系和星际空间，自从它发射以来，每天以每小时成千上万英里的速度飞向太空，现在旅行者2号已经飞行43年距离地球180亿公里远，那么如此遥远的距离它是靠什么保持与地球的通讯呢？

旅行者2号依靠钚电池（核动力电池）供能，通讯依靠的是美国宇航局的 DSN（深空网络） 。DSN分布在全球3个地方：美国加州、西班牙马德里、澳大利亚堪培拉

这样的布局形成三点定位，确保星际探测器在任何时间都处在一座测控站的监视范围之内。每个监测站由多个直径12米/34米/70米的“大锅”组成，这些巨型“大锅”叫： 高增益的抛物面天线 。在这么多大锅中，最厉害一个锅是：位于美国加州戈德斯通的，它的功率达到50万瓦，是全世界X波段（7-12千兆赫）雷达中最强大的。目前“旅行者2号”正是依靠这口直径70米的大锅进行指令发送和数据接收，同时，根据DSN系统的3点定位原理，还起到导航的作用，让星际探测器精确入轨或轨道调整。

1977年9月5日，旅行者一号在佛罗里达州卡纳维拉尔角基地发射升空 ，因为使命有别，它的双胞胎兄弟早于它16天就已经离开了地球。泰坦3号E半人马座火箭的加速下，旅行者一号终于在木星附近追上了旅行者二号。

两颗探测器共同近距离观察了土星，并发现了上面有火山活动。这对科学家来说可是一件大事，因为有火山活动，就意味着土星上面可能存在着生命。在探测完成之后，旅行者二号继续探测其他气态行星，而旅行者一号调转方向，离开行星所在的黄道面，向银河系的中心飞去。

因为受到技术限制，旅行者一号搭载的三块和燃料电池最多只够维持到2025年，从2007年开始，它就因为电量下降不得不关闭部分功能。

到1990年，旅行者一号已经完成了在太阳系内的科学研究任务，接下来的时间里，它只要保持住最远的距离记录，就足够在 历史 中留下浓墨重彩的一笔。 科学家在它的借助下，第一次用照片拼出了太阳系行星的全家福。

其实早在任务之初，旅行者一号就传回了一张寓意深刻的照片，是人类拍摄的第一张地球和月亮的合影。不过最让人难忘的，是旅行者一号在1990年回望地球时的惊魂一瞥。

这时它距离地球64亿公里，拍摄的画面模糊不堪，像是一张曝光过度的废片，科学家还是从中找到了地球。在圆圈圈注中的蓝色光点，正是我们的母星。

从这么远的距离来看，地球就像一粒毫不起眼的沙子，但是这其中却是任何人都无法踏出去的港湾 。这一粒细沙，代表了人类的一切。

在这颗已经存在了46亿年的地球上，人类的 历史 不过是眨眼之间，如果从晚期智人登场开始算起，人类不过在这颗星球上存在了5万多年。在这五万年中，大约有960亿人在地球上生活过。

如果 历史 上所有人都实行土葬，按一人一平米的标准规划墓园，所占的面积也不过地球陆地面积的千分之一 。在地球看来，人类就是一种到处乱跳的细菌。如果视角在放一点，地球也不过是宇宙中一粒毫不起眼的尘埃。

就像旅行者一号在64亿公里外拍摄到的画面一样，地球和整个宇宙相比实在太过渺小。如今，旅行者一号已经飞出了0.0025光年的距离，而太阳系的范围是2光年左右，这个小小的探测器想飞出太阳系，还需要上万年的时间。

而太阳系，也不过是银河系一条悬臂上的沙粒。 整个银河系包括了至少1000亿到4000亿颗恒星和各种星团、星云，以及无数的宇宙尘埃 。整个银河系的面积大概有20万光年，厚度大约2万光年。所有可见物质的总和，是太阳的1400亿倍。

尽管庞大如斯，银河系也不过是宇宙中的一个小点。它和附近的仙女星系、麦哲伦星云等50多个星系组成了更加庞大的本星系群。这是一个由银河系以及仙女座星系为中心的稀疏集合，整个面积超过1000万光年。其中所有可见部分的质量之和，大概是六万五千六百万亿个太阳。而在本星系群之上，还有室女座超星系团。

它由100个星系群和星系团组成，中心的室女座星系团，距离地球大概6000万光年，整个直径大概是1.1亿光年。 可观测物质的质量总和，相当于10^16个太阳。而它，也不过是拉尼亚凯亚超星系团的一部分而已。

这个拉尼亚凯亚超星系团包含超过10万个大型星系，质量是银河系的10万倍。在这个巨大的尺度下，所有星系，都变成了一条条类似丝带的样子，其中每一条丝带上的一个点，都是一个巨大的星系。

目前已知的范围，大概是5.2亿光年，这是人类目前能观察到的最大的星系集团 。在它的中心，有一处重力异常，影响着周边2.5亿光年的星系向它移动，被我们叫做巨引力源。

我们的银河系，正在以600公里每秒的 速度，向拉尼亚凯亚超星系团的中心坠落，包括我们前面提到的所有星系都是如此。因为大家都在向着一个位置移动，所以我们和其他星系之间的距离也在缩短。

大约过上50亿年，仙女座星系团就会和银河系相撞，成为银河系的一部分。 在这之后，银河系会坠入处女座超星系团，并最终坠入这个神秘的巨引力源之中。

而想要从地球逃离拉尼亚凯亚超星系团，光大概需要2.6亿年，旅行者一号大概需要4.4万亿年。 也就是说，人类到目前依旧无法避免坠入巨引力源的命运，尽管留给我们的时间还很长很长，但没有人可以乐观得估计，我们在未来，真的可以逃出这份诅咒。

宇宙到底有多大？这是一个目前来看无法回答的问题，目前人类只知道，可观测宇宙的大小，大概是930亿光年。

得出这个结论对科学家来说已经非常难了，我们现在最大的光学望远镜，哈勃望远镜，能观测到的范围也不过134亿光年，再远的东西便完全看不到了，这是因为宇宙一直都处在膨胀之中。

按照大爆炸理论的解释，宇宙是137亿年前，由一个密度无穷大的奇点爆炸之后出现的 。所有的物质、星球，都是在大爆炸之后，冷却形成的。

因为宇宙还在不断得膨胀之中，所以如果能找到膨胀边缘形成的物质，我们大概可以通过计算得到，这些遗留下来的东西所处的范围，是多少年前宇宙的边界。

比如说在大爆炸之初，因为宇宙中各物质的密度还特别高，所以正反粒子总会碰面发生湮灭，同归于尽。所以在刚开始的时候，宇宙里除了能量之外什么也没有。

只有等到宇宙足够大的时候，密度和温度减小，才让正反粒子之间见面的概率大幅缩小，才产生了稳定的物质。

由于宇宙膨胀的速度超过光速，在物质形成的漫长过程中，宇宙就已经膨胀得非常大了。 在大爆炸的38万年之后，宇宙边缘的扩张已经开始产生了光子，这些留下来的光子所组成的辐射，向我们记录了大爆炸38万年后宇宙的大小，大概是930亿光年。

而我们地球，大概距这个边界457亿光年外，这些形成的光子所散发出来的辐射，就是我们俗称的宇宙微波背景辐射。它是我们目前能观测到的，宇宙最远的边界。但实际上，宇宙已经在这个边界的基础上，又膨胀了一百多亿年。

有些学者认为，宇宙可能还不像大家认为的那样，是有边界的存在。宇宙更有可能是开放的无限区域。我们现在观测到的宇宙，不过是冰山一角，对于宇宙到底是什么样的，我们人类其实一无所知。

不管我们如何赞叹宇宙的宏大，一个问题依旧摆在我们面前，那就是地球可能是宇宙中唯一适合生命的存在。

尽管我们现在已经发现了数万个星系，上千的类太阳系星系以及有可能存在生命的类地行星，但我们仍然无法确定宇宙之中是否还有生物。

早在1950年，物理学家费米就已经提出了一个让我们感到绝望的悖论。 为什么宇宙已经存在了一百多亿年，而所谓的智慧生物，却还没有走出星系，四处发射信号呢 ？讲道理，宇宙中早该留下各种各样的“人工痕迹”，被我们发现。

但实际情况是，宇宙却安静得吓人。其中最合理的解释只有两个，要么我们是宇宙中唯一的智慧生物，要么宇宙中其他的智慧生物还和我们一样原始，在100多亿年间还没有发展出星际文明。

无论真相到底是哪一个，这都让我们感到绝望，因为不管以后 科技 怎么发展，人类可能都没办法离开地球，或者太阳系，这个我们唯一的家园。

旅行者一号留给我们的照片，引人深思的地方实在太多太多，无论怎么分析，我们都会得出这样的结论： 人类和茫茫宇宙相比，实在是太过渺小了！

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