原标题：旅行者飞这么远，NASA用什么技术来监控？放心，旅行者已经在瞎飞

旅行者的飞行画面就不可能啦，请不要认为像好莱坞大片中控制无人机定点清除基地组织某个头目那样可以看到实时的画面！能和旅行者保持的仅仅是几个byte的联系，一张图片要发很久，而且延时也越来越久，到最近连最基本的联系都无法继续保持.....

一、旅行者用什么通信？

自从无线电通信方式发明以来，除了光缆能到达的超大容量数据通信以外，其他远距离超远距离通信已经被无线电彻底替代，甚至你家里的无上网已经替代了网线，和手机代替了座机，而跨越宇宙空间的，也只能通过无线电来通信

1、无线电通信

无线电通信原理理解起来并不难，将声音、文字、数据或者图像等信号调制在无线电波中，传输到远方，在通过解码的方式还原，这就成了我们所熟悉的无线电通信！

上图是中波中波广播电台使用的调制方式：调幅，设备简单但抗干扰能力不强，除了调幅还有调频等，当然这些都是模拟通讯方式，而与之相对的则是抗干扰更强的数字通讯！

这个接收到的幅度只有2种，低电平和高电平，它抗干扰能力更强，而包含的信息量多少则和频率有关，频率越高每秒发送的信号低电平和高电平信号就越多，那么包含的信息量就越多，这表示带宽就越大！

2、旅行者一号的通信频率和带宽是多少

旅行者通讯一2.3GHZ或者8.4GHZ的频率在深空网络通道18中传输数据，从地球向旅行者发送测控信号时使用的则是2.1GHZ。当旅行者和地球之间无法通讯时，数据将被暂存在一个空间为64千字节的数字磁带记录器中！会在重新和地球建立联系时候继续传送数据！不过要提醒一下的是当前旅行者和地球之间的通讯延时超过20个小时！

整个旅行者一号的结构是围绕它那面直径为3.7M的巨大的天线展开的，因为旅行者一号的无线电通信的设计理念是跨越太阳系内无线电通讯的极限！但由于距离遥远，为了保证信息准确无误，在信号传输过程中加入了大量的纠错技术，因此有效信息的传输速度非常低，甚至都不到1kb！也就是1024字节，现代高分辨率手机的一张照片最低大约为3-4MB，更大的有10MB，单反的RAW格式照片有30-50MB，1MB=1024×1024字节，假如要发送一张手机照片的话，需要1024×1024/86400×3=12.13629天×3=36.41天！

当然旅行者也会使用压缩技术，但因通讯条件原因，经常会中断，真的难以想象旅行者怎么把那些精彩绝伦的照片发回来的！

比如上图是柯伊伯带附近拍摄的地球照片，大量黑色的背景可以被压缩，只是种花家实在找不到旅行者一号当年的压缩算法！不知道格式是不是JPEG哈.........不过肯定不是，因为JPG团队都是1986年才创立的，1992年才发布标准。

3、为旅行者通讯的的保障措施

NASA的DSN(深太空网络)是深空测控关键网络，分别位于美国（加州）、西班牙（马德里）和澳大利亚（堪培拉），为NASA的深空探测器提供通讯与下载数据服务，当然也会在射电天文和雷达天文学相关观测。

DSN节点分布与测控角度示意图，在3万千米以内时会有部分死角，但只要超过此距离，它将必然位于某个节点的通讯范围之内！

旅行者的发射功率仅仅20W左右，无线电信号与距离的平方成反比，那么那么通过将近150天文单位的距离到达地球时信号强度仅为4.17×10^-26 W/m^2，上图深空那个网络中最大的发射天线直径达到了70M，最大的单一70M天线上获得信号去强度为1.6×10^-22W，这个小数点后面有22个零的数字，种花家念不出来哈！

4、最后一次修正

2017年12月2日，旅行者1号的控制团队最后一次对它的姿态做出修正指令，保证旅行者的天线准确指向地球，为此旅行者将增加数据传输约2-3年，未来电力不足将难以为继，但这自这次调整以后，人类再也无能为力对它做出修正，它目前已经在瞎飞！

二、有实时可以保持远距离甚至超远距离的通信吗？

延时将近20小时，甚至1Kb都无法保持的通讯，你不得不佩服科学家的耐心，种花家在刷网页时稍微延迟下就有点受不了，那么有没有一种超高速度、超远距离的通讯方式吗？

1、太阳系内的中继通信

新视野号的通讯方式虽然有所改善，但并没有达到高速的程度，这是信号传输方式和衰减造成的，未来的解决方式是在小行星带建立中继通信，提高信噪比，增加传输速率！

UNICON星座就是这样一种存在，将在小行星带建立一个由激光相互连接的星座，对深空探测进行中继通讯支持，到那时应该会有所改观。但通讯延迟，似乎是一个无法解决的问题。

2、量子纠缠&加密通信

量子纠缠其实根本就无法用来通讯，因为这种叠加态会在被探测的同时坍缩，因此量子纠缠通讯是不可能的，而现代所谓的量子通讯都是加密通讯，而对于地球上，这种延时并不明显，更重要的是加密需求，不可破解的量子加密通讯的诱惑力是致命的！

3、真正实时的通信

《星际之门-宇宙》中有一种通讯石，是一种无论相隔多远都可以实时通讯的一种方式，它来自超级文明，并不是地球上的产物！但现代人类并不拥有这样的技术，我们无法从原理上来探知这种通讯方式！

而量子纠缠通讯则从原理上将我们的实时通讯道路封死了，因为传递信息无法超过光速！可能未来还有很长的路要走！

三、旅行者一号会去到哪里

旅行者一号是第一个飞出日球层的人造飞行物，它的飞行方向是蛇夫座附近！

旅行者一号并没有朝着指定的恒星前进，旅行者的目的就是飞出太阳系（简单的说就是丢了），目标当时可能还没想好哈！不过它大约会在4万年后经过蛇夫座AC+793888恒星附近（1.6光年处），请注意这颗恒星靠近太阳系方向的速度（119千米/秒）远超旅行者一号的速度（17.062千米/秒）