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【科普】太空探測器是用無線電來控制的?這個訊號是怎麼傳到地球的

其實遠離地球的太空探測器也是用無線電來控制的。

什麼是太空探測器?

太空探測器是空間探測的範圍集中在地球環境、空間環境、天體物理、材料科學和生命科學等方面。

向飛行在太空中的探測器傳送訊號,或接收來自宇宙探測器傳送的訊號,與我們接收地球上的廣播、電視訊號的方法區別不大,也是用的電磁波,就是無線電訊號。

那星際間的無線電傳送是和地面上的一樣的麼?

一樣的,如果說區別,就是星際間無線電訊號都是定向傳送的。

這個過程又是如何的呢?

首先,地面控制訊號先轉換為無線電訊號,透過大型拋物面天線(就像雷達或接收衛星電視訊號的“大鍋”一樣)向著宇宙探測器所在的方向發射出去,當這些無線電訊號被探測器上安裝的小型拋物面天線接收到後,轉換為電訊號,用來對探測器進行控制。

探測器拍攝的照片、接收到的宇宙資訊等,也是先轉換為無線電訊號,再向著地球的方向發射出去,再一次被地面上的大型拋物面天線接收到,轉換為電訊號,放大後還原為原始訊號,如照片或電脈衝等。

實際的操作中要複雜一點,因為宇宙中也有背景訊號的干擾,如果想獲得清晰的訊號,選擇合適的無線電波段、採用擴頻技術、降低訊號中的資料量、使用高增益天線、儘可能增大天線的直徑都是很有必要的,通這樣的調節,才能使我們能夠對數十億千米以外飛行的宇宙探測器實現精準控制,並接收到它們傳送回來的訊號。

我國向外太空發射的太空探測器

嫦娥一號

嫦娥一號衛星中國首顆繞月人造衛星嫦娥一號是我國首顆繞月人造衛星。總重量2350千克左右,太陽能電池帆板展開長度18米,預設壽命1年。該衛星的主要探測目標是:獲取月球表面的三維立體影像、分析月球表面有用元素的含量和物質型別的分佈特點、探測月壤厚度和地球至月亮的空間環境。嫦娥一號衛星於2007年10月24日在西昌衛星發射中心升空,2009年3月1日完成使命。

嫦娥二號

嫦娥二號衛星中國第二顆探月衛星嫦娥二號衛星,是中國第二顆探月衛星、第二顆人造太陽系小行星,於2010年10月1日在西昌衛星發射中心升空並順利進入地月轉移軌道。 嫦娥二號獲得了解析度優於10米月球表面三維影像、月球物質成分分佈圖等資料。隨後完成進入日地拉格朗日L2點環繞軌道進行深空探測等拓展試驗以及飛越小行星4179等再拓展試驗。

嫦娥三號

嫦娥三號探測器我國第一個無人登月探測器嫦娥三號探測器是我國嫦娥工程二期的探測器,是我國第一個月球軟著陸的無人登月探測器。於2013年12月2日在西昌衛星發射中心升空,14日成功軟著陸於月球雨海西北部,15日完成著陸器巡視器分離,並陸續開展了“觀天、看地、測月”的科學探測和其它預定任務,取得一定成果。嫦娥三號月球探測器創造了全世界在月工作最長紀錄。

嫦娥四號

嫦娥四號於2018年12月8日發射升空;於2018年12月12日完成近月制動,被月球捕獲;於2019年1月3日在月球背面預選區著陸 ;於2019年1月11日與玉兔二號完成兩器互拍工作。

嫦娥五號

2020年11月24日,長征五號遙五運載火箭搭載嫦娥五號探測器成功發射升空並將其送入預定軌道。嫦娥五號(Chang‘e 5),由國家航天局組織實施研製,是中國首個實施無人月面取樣返回的月球探測器,為中國探月工程的收官之戰。

螢火一號

螢火一號火星探測器我國第一顆火星探測器螢火一號,是中國火星探測計劃中的第一顆火星探測器。於2011年11月8日搭乘俄羅斯的福布斯號取樣返回探測器一起發射升空。11月9日,俄方宣佈福布斯-土壤號火星探測器變軌失敗,受此影響螢火蟲一號發射失敗。此前規劃的探測目標是對火星的空間磁場、電離層和粒子分佈變化規律,以及火星大氣離子逃逸率進行探測等。

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