旅行者1号已经飞行了46年。由于距离较远，目前还没有监控其飞行画面的技术，只能通过无线电波与它保持联系。人类最后一次与它互动是在2017年11月28日，当时工程师发出了纠正其路线的命令。

关于旅行者1号

旅行者1号(voyager 1)是美国宇航局(NASA)于1977年发射的外太阳系探测器，46年来它一直在不断地飞向深空。旅行者1号还有一个兄弟叫旅行者2号，是1977年发射的。旅行者1号利用引力弹弓效应成功加速到第三宇宙速度(16.3km/s)，比旅行者2号快10%，成为人类历史上最快的探测器之一。它于2014年穿越太阳风层顶部，成功飞出太阳系，但仍在太阳引力的控制范围内。即便如此，它仍然是人类有史以来飞得最远的探测器。

旅行者1号利用钚的放射性能量发电。简单来说就是核电池，可以用几十年。然而，根据科学家的估计，旅行者1号将在2020年耗尽电力。乐观估计，会持续到2025年。在这段漫长的旅程中，旅行者1号为人类发回了大量的科研数据。他还带着一个镀金的铝盘，作为地球人的信使。

如下图所示，为了节省宝贵的能源，旅行者1号进行了一系列省电操作。正是工程师们的这些行动，使得旅行者1号在发射40年后仍能与地球保持联系。

为了与地球保持联系，旅行者1号在设计之初就建造了一个直径为3.7米的大锅，这是一个用于接收和发送信号的高增益天线。并且它携带了一个非常高精度的陀螺仪，可以用来校正天线的方向，即使在非常远的距离也可以瞄准地球。

上图是旅行者1号的主要结构。

NASA的深空网络

截至2019年10月，旅行者1号距离太阳约211亿公里。光在真空中的传播速度约为每秒30万公里，无线电波也是如此。光从太阳表面到达地球大约需要8分钟，但人类与旅行者1号的距离非常远。目前信号来回一次需要40小时左右。目前这种由于空间距离太远造成的延迟还无法解决。

旅行者1号的信号功率有限，只有20瓦。随着距离越来越远，地球上能接收到的信号越来越弱。幸运的是，从20世纪60年代开始，美国宇航局已经建立了一个极其强大的信号接收系统，称为深空网络，主要用于星际通信。信号接收系统属于美国宇航局喷气推进实验室。

深空网(DSN)是支持星际无线电通信和射电天文观测的全球天线网络。它是世界上最大、最灵敏的通信系统。它由一系列天线阵列组成。单根天线直径可达70米，比地面接收卫星电视信号的室外天线(卫星锅)大得多。

目前，深空网由三个呈120度分布的通信设施组成，分别位于美国加州、西班牙马德里和澳大利亚堪培拉。这种安排可以避免地球自转的影响。

极慢的通信速率

因为距离太远，从地球发来的信号需要20个小时才能被旅行者1号接收到，旅行者1号收到信号后需要20个小时才能回复。即使是现在，也没有技术可以改善这个问题。

信号在传输过程中会衰减，传输距离越远，衰减越厉害。因此，旅行者1号使用2.3 GHz ~ 8.4 GHz高频信号与人类通信，而深空网使用2.1GHz信号。旅行者1号使用的是模拟信号，与数字信号相比，信号在传输过程中会受到很大的干扰。为了保证数据传输的准确性，“旅行者1号”使用了大量的纠错技术。

所以旅行者1号每秒只能传输几个字节的有效数据，一张1MB(1024千字节)的照片需要传输近半个月。旅行者1号有一个64KB的磁带存储器，当数据不能及时发回地球时，它会记录数据。总的来说，旅行者1号中的数据传输速率极慢。

结语

在2017年人类与旅行者1号最后一次互动后，目前人类与旅行者1号基本处于半失联状态，接收旅行者1号发来的信息还需要很长时间，2025年后将彻底失联。之后，旅行者1号将独自飞向银河系中心，成为宇宙中的漂流瓶。以目前的速度，“旅行者1号”需要4万多年才能到达最近的恒星系统。

如果中国要发射这样的探测器，也需要这样的深空通信系统。即使是现在，星际通信的数据传输速率仍然很慢，普通人用这么慢的速率上网也会疯掉。