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相隔48亿公里,科学家是怎么控制新视野号的?
自人类发射深空探测器以来,就离不开深空网络,地球的深空网络就是控制它们的桥梁。有的人说了,咋不用基站或是测量船来接收信号呢,考虑到探测器在遥远的地方发射回来的信号已经极其微弱了,所以必须要大个的用来“听”的望远镜才行,这个望远镜就是深空网络。
什么是深空网络?
深空通讯网络最早是由美国航天局NASA与美国的军方联合建立的,基站分布在世界三个地点,一处位于美国加州金石、一处位于澳大利亚堪培拉、一处位于西班牙马德里。看见没有,别的国家为什么心甘情愿的让美国在他们本土建立基站呢,主要是因为美国强大啊。
分布在这三个地方的好处是:不需要担心地球的自转影响到信号的接收,这样的话,无论地球处在什么奇怪的角度,信号都可以被接收到,三个基站分别拥有一个大口径的接收发射天线,用来发出指令并接收处理航天器反馈的信号。
航天发射特别是深空探测离不开深空网络,它参与到了美国所有的深空探测任务,包括火星探测、金星探测以及旅行者系列飞船、先驱者系列飞船等。
新视野号飞船就是新地平线号飞船,2006年1月19日在佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空,它有两个基本的任务,一个是探测冥王星以及它的卫星,另一个就是探测位于柯伊伯带中的小行星群。
柯伊伯带位于哪里呢?
位于太阳系外侧的一个由微星、小天体、冰冻的天体彗星等组成的一个环绕的环带,那里被科学家认为是太阳的原行星盘碎片。
在新视野号上装备着直径2.1米高增益天线,可以将信号放大朝向地球方向传输,传输信号都是利用电磁波传输,距离的远了,信号就弱了,所以要正对着地球方向,不仅如此,还需要更大的天线发射功率。
这样就可以进行控制新视野号飞船了,这其中是科学家没日没夜的坚守阵地,因此我们才能看到如此丰硕的成果,那美丽的宇宙、浩瀚的苍穹。
在新视野号执行完在太阳系内部的任务后,它将追寻着它的前辈们的脚步,继续朝着太阳系外飞去,目前它的4位大哥:旅行者一号、二号;先驱者十号、十一号已经在飞出太阳系的路上了。
同时也希望我国建成深空通讯网络,当然前提是我国需要强大起来,需要更加强大的影响力,可以在非洲或是哪个州也建立起来深空通讯网,这样的话,未来的深空探测就不需要担心了。
对此你有什么看法呢?欢迎在下方留言探讨。我是科幻船坞,热爱科学、喜爱科幻,感谢大家的阅读,本文图片来自于网络,侵删。
这和其它宇宙飞船的测控基本相同,采用无线电通讯和遥控,唯一不同的是:由于相距太过遥远,飞船和地面测控站之间出现的信号时间延迟6个多小时,因此就通讯而言,新视野号传回地球的所有资讯都是滞后的,若要根据传回的资料进行实时控制是不可能的,所以地面测控站会使用超级电脑对新视野号的运行轨迹进行提前6小时多的实际测算,即保证地面控制信号在精确到秒的情况下提前6小时多发出并基本做到遥控信号到达新视野号与实际点相符。随着新视野号的不断远离,超级电脑会加上新的时间延迟以保证同步。
但新视野号自身在前行途中会碰上如陨石等突发状况,这种情况新视野上的雷达等装置会自主进行智能判断并进行规避,同时将变轨等状况发回地球控制站,让控制中心能根据状况进行运行路线的适当调整。当然随着新视野号更远或飞离柯伊佰带,其能量耗尽或受到冲出太阳系后的其他影响,新视野号与地球控制中心的联系将越来越不容易,最终消失在浩瀚宇宙中,但新视野号对地球人类产生的影响和作用将是巨大的。
2000多年前,屈原就在《天问》中提出了对宇宙的疑问。人类探索宇宙的脚步从未停息,近现代以来,人类向宇宙空间发射了很多探测器,它们在苍茫的宇宙中前行,为人类探索宇宙的奥秘立下汗马功劳。
人类已知的太阳系最边缘的小弟冥王星由于距离地球太遥远,人类对它的认知有限,为此,美国国家航空航天局(NASA)于2006年1月19日发射了专门探索冥王星的空间探测器,这就是新视野号(New Horizons),其主要任务是探测冥王星及其最大的卫星卡戎(冥卫一)和探测位于柯伊柏带的小行星群。新视野号是人类发射过起始速度最快的太空探测器,它已经于北京时间2015年7月14日19时49分飞掠冥王星,行程48亿公里。目前,正飞往潜伏在太阳系边缘的柯伊伯带里的其它天体。
48亿公里,这是一个多么遥远的距离。地月之间的距离是38万公里,新视野号与地球的距离,相当于12631个地月距离。如此遥远,人类又是怎样控制新视野号的呢?
要控制新视野号,基本前提就是要与之建立通讯联系。那么,地球和新视野号之间的通讯是怎样的模式呢?
地球和新视野号的通讯方式仍然是无线电波,不过,如此遥远的距离,即使无线电波的传播速度达到每秒30万公里,48亿公里的距离下,无论是地球向新视野号发出信号,还是新视野号向地球发回信号,都需要约5个小时。通常,如此超长距离的通信,无线电信号会出现衰减,从而使地球发出的信号或者新视野号发回的信号到达对方时会变得十分微弱,以至于无法接收。为此,新视野号上装有抛物面状的无线电天线,当与地球通信时,它会指向地球。同时,美国国家航空航天局的深空网络无线电发射机也会对准新视野号,它们集中能量向彼此发出信号,尽最大可能来减少无线电波的衰减。
另外,宇宙空间充满着各种电磁波,复杂的电磁环境就如同人站在农贸市场里一样,周围都是嘈杂的噪声。电磁波的干扰也会影响地球和新视野号之间的通信质量。为了克服宇宙电磁环境对信号的影响,新视野号在通信过程中使用了扩频技术,就是将原来的通信信号变成频道较宽的新信号,在信号功率远低于噪声功率的情况下,宽展传输信号的频谱就能大大提升传输信号的质量。
地球和新视野号彼此之间建立了有效的联系,我们就可以向新视野号发出各种指令,新视野号接收到这些指令后就执行相应的动作。不过48亿公里的遥远距离,我们早上告诉新视野号新的指令,到下午,它才能收到我们的指令。
新视野号经历千辛万苦,向地球发回了6.25G数据,这些数据为人类了解和探索冥王星提供了宝贵的科学依据。辛苦了!新视野号。
2021年年度大事记?
宣布全面建成小康社会
“民亦劳止,汔可小康”,千百年来,作为一种社会理想,“小康”在中国人心中有着经久不衰的魅力。
到建党100周年时,全面建成惠及十几亿人口的更高水平的小康社会,是中国共产党进入新世纪后,在基本建成小康社会基础上提出的奋斗目标,是对人民的庄严承诺。
2021年上半年,党中央将对全面建成小康社会进行系统评估和总结,然后正式宣布中国全面建成小康社会。
中华民族千百年来的憧憬即将变为现实。
——“天问一号”火星着陆
今年,中国在火星探测领域也会有新进展!
2020年7月23日,中国首次火星探测任务“天问一号”探测器顺利升空。若按预定计划,“天问一号”将于2021年2月中旬到达火星,开始绕火探测,2021年5月中旬,计划着陆火星巡视探测。
它将为我们揭开哪些关于火星的奥秘?一起期待!
——发射空间站核心舱
2021年,中国载人航天工程也有大动作。
中国计划于2021年上半年在海南文昌用长征五号B遥二火箭发射空间站核心舱,而后接续发射天舟二号货运飞船和神舟十二号载人飞船。
此前,中国载人航天实现从无人试验到载人飞天、从单船飞行到多器对接组合飞行等重大跨越,自主突破和掌握一系列重大关键技术。
今年,中国人在探索太空的征途中,可谓大事连连。
——中国健儿出征东京奥运
受疫情影响,经历波折的东京奥运会改在今年举行。
推迟后的东京奥运会拟于2021年7月23日至8月8日举行,东京残奥会将于2021年8月24日至9月5日举行。
尽管这届奥运会的举办背景特殊,但我们依旧期待中国健儿能在赛场上取得佳绩!
这些重磅法律将实施
——民法典
被称为“社会生活百科全书”的《中华人民共和国民法典》将于2021年1月1日正式施行。
民法典共7编、1260条,各编依次为总则、物权、合同、人格权、婚姻家庭、继承、侵权责任,以及附则。
民法典不仅是中国条文数最多的一部法律,也成为新中国成立以来第一部以“法典”命名的法律,它的施行意味着中国开启了“民法典时代”。
2021年我国航天成就?
北京时间2021年11月3日15时43分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丙运载火箭/远征一号S上面级,成功将遥感三十二号02组卫星发射升空。卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
随着今天发射的成功,中国航天2021年的发射次数已经来到了41次,而2021年的成功发射次数也来到了39次,这样的成绩已经打破了此前中国航天的发射成功纪录,并以微弱的优势,领先于美国的发射次数。并且今年我国失败的两次航天发射,均为我们刚刚起步的民营航天公司。虽然结果不尽如人意,但为后续的发展积累了经验。在此种情况下,也就是说,其他39次由“国家队”操刀的发射,全部取得了成功!而据此前环球时报的报道,在年底前中国航天还将有多次重要发射!
2016年8月16日我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星天问一号?
2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。
这将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
2021年5月发射的航天卫星有哪些?
2021年5月7日02时11分,我国在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭,成功将遥感30号08组卫星发射升空,卫星进入预定轨道
2021年5月15日,科研团队根据祝融号火星车发回遥测信号,确认天问一号着陆巡视器,当天成功着陆于火星鸟拓邦平原预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。
中国5月22发射的卫星是?
中国5月22日没有发射任务。2021年5月19日12时03分,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将海洋二号D卫星送入预定轨道,发射任务获得圆满成功,标志我国海洋动力环境卫星迎来三星组网时代。
2021年5月7日02时11分,我国在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭,成功将遥感三十号08组卫星发射升空,卫星进入预定轨道。
此次任务是长征系列运载火箭的第369次飞行。
长征五号B遥二运载火箭末级残骸已再入大气层
据中国载人航天工程办公室消息,经监测分析,2021年5月9日10时24分,长征五号B遥二运载火箭末级残骸已再入大气层,落区位于东经72.47°,北纬2.65°周边海域,绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁。
我国首条小卫星智能生产线第一颗卫星下线
5月13日,武汉国家航天产业基地卫星产业园开园,由中国航天科工自主研发的我国首条小卫星智能生产线迎来了首颗卫星下线,这标志着卫星批产时代的来临。

天问一号成功着陆火星
5月15日,科研团队根据“祝融号”火星车发回遥测信号确认,天问一号着陆巡视器当天成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。这次任务实现了我国首次地外行星着陆,是中国航天事业发展中又一具有重大意义的里程碑。

空间站天和核心舱完成在轨测试验证
据中国载人航天工程办公室消息,4月29日发射入轨的空间站天和核心舱,近日先后完成交会对接、航天员驻留、机械臂等平台功能测试,以及空间应用项目设备在轨性能检查,各项功能正常、运行状态良好,已进入交会对接轨道,后续将继续开展与天舟二号货运飞船交会对接的准备工作。
嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车完成第30月昼工作期
嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车,两器于5月19日结束第30月昼工作,进入月夜休眠。截至5月19日,嫦娥四号已在月面工作866天,行驶了708.9米。
我国成功发射海洋二号D卫星
2021年5月19日12时03分,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将海洋二号D卫星送入预定轨道,发射任务获得圆满成功,标志我国海洋动力环境卫星迎来三星组网时代。
答:是祝融号。
火星是离太阳第四近的行星,也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星,为太阳系里四颗类地行星之一。西方称火星为玛尔斯,是罗马神话中的战神,也被称为“红色星球”;古汉语中则因为它荧荧如火,位置、亮度时常变动让人无法捉摸而称之为荧惑。火星上有太阳系已知最大的山奥林帕斯山,最大的峡谷水手号峡谷。
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