旅行者1号48年太空探索之旅：它携带黑科技只为解锁更多宇宙奥秘

为什么旅行者1号还能与地球保持联系，它身上究竟使用了什么黑科技。这个每秒飞行17公里的探测器为何没有撞上其他天体呢？从1977年开始到现在旅行者1号已经飞行了240亿公里，是迄今为止距离地球最远的人造物体。可它为什么还能顽强地工作，它到底是怎么做到的？如果哪天它与地球失去联系还能继续以这个速度飞行吗？今天，我们就来揭开旅行者1号的神秘面纱，去了解它身上藏着的秘密与背后那些了不起的故事。

上世纪70年代末至80年代初，太阳系中的木星、土星、天王星和海王星将形成罕见的四星连珠现象，这种千载难逢的行星排列大约175年才会出现一次。为了近距离探索太阳系内的气态巨行星，于是一个伟大的太空探索计划诞生了，它就是旅行者1号深空探测器。

为了精心打造这艘太空飞船，也为了完成对太阳系行星的观测和研究的重大使命。科学家给它配备了先进的科学仪器，比如宇宙射线与等离子体探测器，磁力计和紫外线光谱仪、成像系统等当时先进的探测设备。同时还有两个最重要的黑科技，它就是特殊的动力系统和通信设备，这两个黑科技成了它在漫长星际旅途中一直和地球保持联系的关键设备。

1977年9月5日，旅行者1号探测器成功发射，它朝着太阳系最大的行星木星飞去。可在旅行者1号飞越火星的轨道后，科学家们变得十分紧张。因为它即将穿越那片神秘而又危险的小行星带。

小行星带是英国位于火星和木星轨道之间的区域，它的横向跨度足有两亿公里，这片广阔空间里至少藏着五十万颗小行星。但让科学家们感到奇怪的是，当旅行者1号进入小行星带后，并没看到想象中密密麻麻、不停碰撞的场面，这里远比当初预想的要空旷。

到了1979年3月，旅行者1号终于抵达了木星，他不但近距离地揭开了这颗气态巨行星的神秘面纱，还给我们传回来了木星大红斑的详细照片。其实，探索木星还有一个非常重要的任务，那就是让旅行者1号去借助木星的引力弹弓效应，没想到木星的重力场将它的速度提高到了每秒37公里。

仅仅用了一年半的时间，旅行者1号就抵达了土星附近，它给人类传回来了上万张土星照片。可以说，旅行者1号在探索木星和土星的过程中，取得了巨大的成功，给我们带来了无数宝贵的科学资料。

可是，接下来发生的这件事让科学家们非常难过，它导致旅行者1号失去了探索天王星和海王星的机会。在他去探索土星最大的卫星土卫六时，它发现土卫六表面有着多个液态甲烷湖泊，并且土卫六有着浓密的大气层，正是因为土卫六的大气层过于稠密，导致探测器变轨靠近土卫六时偏离了黄道面，从而无法继续执行对天王星和海王星的探测任务‌。

因此，旅行者1号开始朝着太阳系外飞去，它要去探索更加遥远的未知世界。因为它要探测太阳风顶，要对太阳风进行粒子测量，还要穿越日球层顶进入星际空间，去看看太阳系边缘之外的宇宙到底是什么样子，没想到它这一去就是48年。

如今旅行者1号距离地球约240亿公里远，它依然在与地球保持联系，还在不停地给人类传回科学数据信息。

那么它是如何做到的，在它的身上使用了什么黑科技吗？

原来旅行者1号搭载了许多在当时堪称“黑科技”的创新技术，这些技术不仅确保了它在太空中能长时间稳定运行，还确保它能持续传回大量宝贵的科学数据。

首先就是强大的能源系统。在旅行者1号上使用了核电池作为动力，它的原理是利用钚-238衰变来产生热量，再通过热电转换器将其转化为电能。这种设计在当时是非常先进的，因为它能够在远离阳光照耀的深空中提供稳定的电力，解决了太阳能电池板在远距离无法工作的难题。也就是这个核电池能源系统，帮助旅行者1号在太空中持续运行48年之久。可以说，它身上的核电池就像是一个源源不断释放能量的“小太阳”，让旅行者1号有了持续飞行的动力。

其次就是先进的通信系统。旅行者1号配备了一面直径3.7米的高增益天线，它的主要作用是与地球上的深空网络进行通信。很多人问我最多的问题就是为什么旅行者1号离地球这么远，还能与地球保持联系，而我家里的歪坏离十米远都会卡壳。其实科学家为了与旅行者1号时刻保持联系，专门建造了3个深空网络站，这3个深空网络分别位于美国、西班牙和澳大利亚。每一个的造价和运营预算都高达数亿美元。它与地球的通信主要通过S波段和X波段的频率进行信息传输，这种设计不仅确保了信号发送的准确性，还能降低干扰。

为了确保天线始终能对准地球，旅行者1号还配备了一套非常精密的导航系统，科学家称他为恒星追踪器。它能通过锁定太阳来校准方向，飞行数据子系统则根据这些信息，实时调整天线的角度，让天线一直稳稳地指向地球，保证通讯不会中断。这种通信系统在当时的技术条件下堪称奇迹，即使是更遥远的距离，仍能保持与地球的双向通信。

第三就是三轴稳定系统，为了让它始终能找到地球，旅行者1号采用了先进的三轴稳定系统，其中包括惯性测量单元、恒星追踪器和飞行数据子系统。惯性测量单元是一种精度最高的陀螺仪，能够利用惯性原理来感知姿态变化。恒星追踪器通过锁定太阳来校准方向，而FDS则根据这些信息实时调整天线的角度，确保其始终对准地球。这种系统在当时的技术条件下，能够实现极高的精度，即使在飞行48年后，其天线偏差仍然不到0.1°。

第四就是精密的设计和冗余系统。在设计旅行者1号的时候，工程师们那可真是绞尽了脑汁，把各种能想到的情况都考虑进去了。为了让它在复杂多变的太空环境中稳定运行，旅行者1号采用了非常精密的设计，而且还有大量的冗余系统，它其实就是一个备份系统，但能大大提高它的可靠性。

它的计算机指挥系统专门负责指挥和管理探测器上的所有设备，数据处理和指挥能力在当时来说超级强。而它的飞行数据子系统则专门负责收集、保存和发送各种科学仪器的数据，它不但容量大、传输快还非常准确。最关键的是，这些核心计算机部分都有双份备份，因为科学家最担心的就是其中某个部分出现了问题。所以如果主系统出了故障，备份系统能马上顶上去继续工作，确保探测器不会轻易停摆。

旅行者1号上还有16个推进器，这些推进器就像它的小翅膀，帮助它在太空中灵活地移动。其中有三个陀螺仪特别重要，它们就像平衡仪一样，负责让飞船保持稳定的姿势。另外，还有8个备用的推进器，以防其他推进器出现故障。

最后一个就是远程重编程技术，就算旅行者1号在遥远的太空，科学家们也有办法对它进行控制和调整，而这就得靠远程重编程技术。通过这个技术，科学家们能在地球上给旅行者1号下达指令，给它优化性能或者解决一些问题。这能让旅行者1号变得更加强大和灵活，数据处理能力也会变得更快更好，进一步提高了它在太空中工作的可靠性。

不过，三年前的一次故障让科学家们吓出了一身冷汗。2023年6月，旅行者1号突然出现了问题，它的姿态表达和控制系统一直在吐出奇怪的序列。这次故障直接导致旅行者1号连续5个月都无法正常工作。好在探测器本身运行还算正常，速度和距离等数据都能正常传回，也还能接受地球发出的命令。后来经过几个月的排查，发现问题出现在计算机上。庆幸的是，科学家们成功把代码分割成若干部分并将它们调整到相关的存储区域，成功找到了解决办法。

其实，探测器在星际空间还得面对极寒的低温环境，这对它的设备可是个巨大的考验。为了让机器能正常运行，科学家给它安装了多个加热器。但随着探测器的电力越来越弱，为了节省能源，工程师不得不关闭其中的一些加热器。有一次，宇宙射线探测器的加热器关闭后，温度骤降了70摄氏度，大家都以为这个仪器要坏掉了，结果它居然还能继续正常工作，这再次证明了旅行者1号强大的耐用性和可靠性。

截止到2025年6月，旅行者1号还在顽强地工作着，虽然它的电力已经越来越少。科学家估计它的电力最多也只能撑到2030年左右就会耗尽，并且它随时都可能提前结束探索任务。等到它电力耗尽的那天，旅行者1号将会永远与我们失去联系，成为一艘在宇宙中孤独的太空飞船。

那么旅行者1号与地球失联后还会继续保持每秒17公里的速度飞行吗？科学家表示，就算旅行者1号与地球失去联系，它会依靠惯性继续沿着当前的轨道向银河系中心前进，因为太空中的阻力非常小，所以它还会继续飞行。如果它携带的“地球之音”金唱片，能在遥远的未来被外星文明所发现，这将成为人类文明曾经存在过的永恒印记。

在人类太空探索的历程中，旅行者1号孤独的飞行了整整48年，它凭借着强大的能源系统、稳定的通讯系统和精密的设计以及远程重编程技术，一次次克服了重重困难，给我们带来了无数宝贵的科学数据，让我们对太阳系和宇宙有了更深刻的认识。它就像一个勇敢的探险者，不知疲倦地冲向未知的宇宙深处，成为人类探索太空历程中一座不朽的丰碑。