旅行者1号，作为人类历史上飞得最远的探测器，自1977年9月5日发射以来，已穿越浩瀚宇宙长达46年之久。借助木星、土星等巨行星的引力助推，它成功摆脱了太阳引力的束缚，向着宇宙深处勇敢前行。如今，旅行者1号距离地球约242亿公里，相当于日地平均距离的162倍，这一距离对于人类而言无疑是遥不可及。然而，令人惊叹的是，即便在如此遥远的星际间，旅行者1号仍能与地球保持联系，这是如何实现的呢？
实际上，旅行者1号所采用的通信技术并非什么“黑科技”，而是我们熟悉的无线电通信。其通信系统包括调制解调器、编码器、解码器、数据处理器以及发射、接收装置。为了提高通信的有效距离和成功率，旅行者1号装备了一个直径高达3.7米的高增益天线，并使用了干扰较小的8GHz发射频段。
旅行者1号的导航系统主要由惯性测量单元（IMU）、恒星追踪器（starsensor）和飞行数据子系统（FDS）组成。IMU配备了高精度的陀螺仪和加速度计，能够实时感知探测器的姿态和加速度；恒星追踪器通过观测固定位置的恒星来确定方向；飞行数据子系统则根据前两者的数据来控制旅行者1号的姿态，确保高增益天线始终对准地球。
虽然旅行者1号搭载了当时最先进的无线电通信设备，但其发射的无线电信号强度有限。随着与地球距离的增加，信号会逐渐减弱。目前，旅行者1号发出的信号在经过242亿公里的传播后，到达地球的强度仅为大约500万亿亿分之1瓦。如此微弱的信号是如何被接收的呢？
答案在于“深空网络”（DeepSpaceNetwork, 简称DSN）。这是一个由NASA建立的全球性太空通信地面站网络系统，专门用于与远离地球的太空探测器进行通信和数据传输。深空网络由三个站点组成，分别位于美国加利福尼亚州的“戈尔德斯通深空站”、西班牙马德里附近的“马德里深空站”和澳大利亚堪培拉附近的“堪培拉深空站”。这三个站点在地球上相隔约120度（经度），以确保在地球自转过程中始终有一个站点能与太空探测器保持联系。每个站点都配备了多个大型抛物面天线（最大直径可达70米左右），能够接收极微弱的无线电信号，也能向宇宙深空发射超过1万瓦的无线电信号，确保遥远的太空探测器如旅行者1号能够接收到信号。
正是得益于深空网络的支持，旅行者1号才能在距离地球242亿公里的位置上与地球保持通信。然而，这种情况只是暂时的。随着时间的推移，旅行者1号与地球的距离将继续增加，其发出的无线电信号将进一步减弱。最终，旅行者1号将不可避免地与地球失去联系，孤独地在茫茫宇宙中漂泊。
值得一提的是，旅行者1号还携带了一张铜质镀金激光唱片，上面记录了大量关于地球的信息。理论上，这些信息可以保存上亿年。在未来某个时刻，或许会有一个外星文明发现这张唱片，从而了解到我们人类文明的存在。
揭秘旅行者1号如何实现遥远星际间的通信
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