#spacewatchgl意见:来自宇宙边缘的明信片

由Shannon McConnell.

Shannon McConnell.在海桑海峡,2019年的冰岛;照片由作者提供

这一年是1977年。人们依然站在等待有机会在远处的银河系中遇到Han Solo和Luke Skywalker的几天。 Atari发布了第一个消费者销售视频游戏控制台。 Apple发布了其第一个大众市场电脑。这是技术方面的巨大进步。虽然人类正在经历这些新的技术成就,但在美国空间计划中工作的工程师正在创造一个类似的革命。在夏末,2艘航天器从佛罗里达州的热门冒险海岸抬起来探索我们的太阳系。这2个宇宙飞船是独特的设计和建造的,以远远超出太阳的影响力。双航宇宙飞船可以在最黑暗,最冷的空间地区运行。

1977年9月5日推出,Voyager 1将地球的温暖限制留在了木星和土星的旅程中。从那里,航天器穿过太阳系。在由几何造成的宇宙命运的扭曲中,旅行者2在旅行者前2周推出1. 8月20日,旅行者2掀起探索木星,土星,然后继续遇到天王星和海王星。

两艘航天器都发现了整个太阳系的谜团。通过这些行星遭遇,世界上得知木星的月亮IO是一种活跃,暴力的火山爆发景观。在土星,关于矿物质嵌入的矿物质的奥秘保存科学家的边缘。泰坦,这个星球最大的月亮,在思想云中笼罩着,揭示了几乎没有表面。在天王星,科学家发现了一个倾向于它的星球。海王星揭示了一个巨大的风暴系统。每个科学发现产生了数百个问题。

现在,大约43年后,双宇宙飞船在太阳系之外。它们是来自地球的最远的人类物品。尽管距离地球距离,但两家旅行者仍然返回冒险经历的数据。但随着阳光,距离地球有超过125倍,那些通讯最困难。

堪培拉的70米天线;照片由作者提供

美国宇航局的深空网(DSN)的工程师每周与2名旅客沟通。他们使用在乙烯基上购买音乐时开发的技术编译命令序列。他们通过一个通信链接上传它,这需要几乎全天到达航天器。他们急切地等待着我们的太阳系之外的新闻。与航天器在距离地球的高级距离与航天器进行沟通是一场等候游戏。像探险家一样,地球上的工程师将数据发送到航天器并等待。等等。等等。

来自地球的命令旅行超过18个小时才能到达旅行者2.双倍的回程。添加处理时间底板,工程师将等待2个全天才能回复。这是一个最好的场景。 DSN维持一个全球无线电天文天国的复合体。 NASA没有无限的空间通信资源,因此必须在DSN天线上安排时间。 DSN经常追踪超过2打的航天器在整个空间中行驶,他们的通信要求与目的地一样多。

Voyager必须在DSN天线上争夺DSN天线,较年轻的探险家,他的任务对NASA具有更高的优先级。那不是全部。旅行者航天器是如此遥远,他们的信号几乎没有耳语。使用1970年代技术的设备建立与Voyager的通信链接需要时间,并与旧学校电子流程保持操作。

火星的探险家舰队是具有先进通信技术的新航天器。单向光时间(从地球到航天器行驶的命令的时间量)是几分钟的问题。 Juno,轨道轨道轨道进一步来自地球,从而以较慢的速度返回数据。与旅行者相比,这些航天器正在广播摇滚音乐会。当旅行者送回数据时,它就像在距离一棵树5英里的树上听一只鸟唧唧喳喳。

美国宇航局的工程师如何捕获这种微弱的信号,在数十亿英里的空间下窃窃私语?虽然有些人认为这是魔术,与旅行者的空间通信是纯无线电工程,大型光圈天线的组合,一些旧学校手在电子设备上会让Macgyver羡慕,而4数十年的练习。

Voyager SpaceCraft是美国宇航局队列的2个惯例普通探险家队的2名成员。他们一直在飞行这么久,一代成长的工程师来到了他们推出的SICNE。这些航天器使用较旧的通信策略。它是1970年代的尖端。在今天的世界中,与旅行者沟通类似于使用旋转拨号手机,在执行任务控制的墙壁上,同时每个其他航天器使用智能手机启动Skype。

旅行者很远。空间通信信号以光的速度行进,因此它们与光波和无线电信号相同的物理定律。当那些信号行进时,信号的强度以与距离的平方相反的成比例递减。换句话说,如果光束向外行驶10英尺,则光束的强度距离较小100倍。我们不可能检测到10英尺的强度变化,但在11亿英里,这是一个巨大的变化。这被称为“反平方法”。

Voyager 1和2使用类似信号强度的发射器与地球通信到冰箱灯泡。超过110亿英里,信号是如此薄弱,当它到达DSN时,通过空间的背景噪音淹没。地面工程师必须物理地冷却信号,减慢电子,并允许来自航天器的调制信号在未调制的噪声中可见。然后可以将信号重建为科学和工程团队分析所需的数据。

这些内脏探险家需要多久将耳垂呼吸到地球?飞行工程师认为航天器上的发射器将在2020年代后期或2030年代初期失败。有一天,将无法发现隐藏的信号隐藏在背景噪声中。在此之前,DSN工程师将继续锁定2个旅行者,收集数据并将新信息发送回太阳系到航行员。作为回报,双胞胎将继续从太阳系之外发送明信片,让人类一瞥,我们刚刚开始探索。

Shannon McConnell.;作者的照片学分

Shannon McConnell.美国国家协调员的一个巨型飞跃澳大利亚,可以达到 这里。 Shannon为美国宇航局喷射推进实验室工作,并作为深度空间网络公共参与经理。 Shannon自1998年以来一直介绍学生以兴奋的空间探索。她领导了伽利略外联队,Cassini正规教育团队和深度空间网络教育和公共外向办公室。在她在外展和教育工作之前,Shannon为Cassini Spacocraft,伽利略任务的序列设计和执行进行了使命规划和设计,以及Magellan Mission的数据分析。 Shannon还花了1993-1994工作有效载荷运营,适用于由JPL管理的2个航天飞机航班。

香农拥有学士学位和硕士学位的天文学和环境工程学位(南加州大学),并成为玫瑰普拉达纳锦标赛的委员会主席。她的专业附属机构包括全国诠释协会,国家科学教师协会和国家大学理事会成员资格。 Shannon也是加利福尼亚州Rosemead Don Bosco Technical Institute董事会董事会的现任成员。

Shannon在所有7个大陆上旅行到50个国家,并始终在寻找新的冒险。香农住在加利福尼亚altadena。

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