文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
【1990年旅行者1号拍下地球照片，相隔60亿公里，是怎么传回地球的】
文章图片
1990年2月14日 ， 旅行者一号已在太空飞行13个年头 ， 在拍下一张地球绝版照后 ， 它关闭了相机系统 ， 继续朝着宇宙深处飞去 。
此时旅行者一号距离地球为64亿公里 ， 它是如何拍摄照片的 ， 又是如何传回地球的呢？
旅行者一号的摄像机也叫电视摄像机 ， 是早期气象卫星的专用摄像机 ， 主要由摄像头、光电转换器、电路系统和放大器组成 。
两台摄像机分别配有广角镜头和窄角镜头 ， 前者可以拍摄行星的全貌 ， 后者可以拍摄行星的细节 ， 两者共同捕获8位灰度图像 ， 有效分辨率为64万像素 。 分辨率在现在看来非常低 ， 但它是40多年前的产物 。
摄像头拍照仅仅是第一步 ， 想要传到地球并形成图像 ， 还需要用到光电转换器 ， 也就是镜头后面的摄像管 。
当光线通过滤光轮进入摄像管 ， 光子会击中透明的氧化锡面板 ， 面板后有一个光电导靶板 ， 会在光子的撞击下产生电子 ， 某一点的光强度越高 ， 该点产生的电子也就越多 。
这些电子会被吸引到前面的氧化锡板上 ， 并形成间隙 。 摄像管后部的电路系统会释放电子 ， 这些电子会填充氧化锡板上的间隙 ， 并产生电流信号 。
这些电流信号就是图像的数据 ， 再以电磁信号的方式传回地球 ， 最后把数据合成完整的图像 。
每张照片的数据大约为500万比特 ， 也就是0.6MB 。 按照我们现在下载电影的速度 ， 一张照片也就是一眨眼的时间 。
但在30多年前 ， 而且是距离地球64亿公里的地方 ， 将照片传回来是相当困难的 。 旅行者一号传输速率仅为160比特 ， 传输一张照片就需要8个多小时 。
最重要的是 ， 旅行者一号距离地球64亿公里 ， 实际需要14个小时才能收到照片 。
这是旅行者一号拍摄的地球 ， 地球是一个不起眼的小亮点 。 整张照片的分辨率为64万像素 ， 地球仅仅只有0.12个像素 。
倒不是旅行者一号拍得不够好 ， 而是距离实在太过遥远 ， 而地球在宇宙中又太过渺小 。 地球只是太阳的一颗行星 ， 在银河系里 ， 还有几千亿向太阳的这样的恒星 。 而在可观测的宇宙里 ， 像银河这样的星系 ， 至少有1000亿个 。
在传完地球照片的几分钟后 ， 科学家把旅行者一号的相机设备全部关闭 ， 任由它往宇宙深处飞去 ， 此后在没有传回一张照片 。
那旅行者一号现在飞到哪里了呢？为什么不 重启相机拍照？
旅行者一号是美国发射的星际空间探测器 ， 所谓的星际空间 ， 指的是两个星体的中间地带 ， 天文学家发现星际空间存在暗物质 。
旅行者一号如果飞出太阳系 ， 有望探测到星际空间的暗物质 。 但是太阳系的直径约2光年 ， 旅行者一号已现在的速度 ， 至少需要1.7万年才能达到星际空间 。
如今它已经飞行了45年 ， 距离地球大约230亿公里 。 230亿公里是什么概念呢？
太阳到地球的距离为1.5亿公里 ， 太阳光需要八分钟才能到达地球 ， 到达旅行者一号大约需要21个小时 ， 假如你在上面给父母发微信 ， 他们的手机在第二天才能收到小心 ， 而你在第三天才能收到回信 。
如此遥远的距离 ， 照片的拍摄和传输都成了大问题 ， 旅行者一号已经没有拍照的必要 ， 更为主要的是 ， 它需要节约能源 ， 来完成探测星际空间的任务 。
旅行者一号搭载的是RTG核电池 ， 也叫放射性同位素电池 。 它是用各种半导体热电材料串联而成 ， 由同位素热源衰变放热发电 。
推荐阅读
- 你到底是谁？一个看似简单的问题实际上如此复杂
- 为啥人类宁愿探索太空，也不去深海？探索深海到底有多难？
- 在扁平的地球上，生活会产生异样的八个方面，这是真的吗？
- 自然界最恐怖的吞食者——黑叉齿鱼，能生吞自身体重10倍的猎物
- 长征火箭三战三捷，“梦天”拼齐中国空间站最后一舱
- 线粒体功能障碍引起糖尿病等多种疾病，运动可以优化线粒体功能
- 揭秘天王星UFO神秘事件，或是外星人在太阳系的前哨基地？
- 续篇：失传两千年的“汉紫”与现代超导实验，它的制备有多难？
- 土壤水分测定仪进行土壤水平检测