旅行者离地球几亿公里,为何还能 *** 控?距离那么远,还有信号吗?

旅行者离地球几亿公里,为何还能 *** 控?距离那么远,还有信号吗?,第1张

玩过遥控飞机的朋友都知道玩这行比较危险,其一是速度比较高,螺旋桨很锋利,万一伤到人可是大事!其二则可能会炸机,啥意思呢?就是信号不好或者 *** 作不当,航模坠毁!

那些飞向太空的探测器,它们动辄在成百上千的近地轨道上,甚至远达数亿或者上百亿千米的距离,它们又是怎么保证不“炸机”的呢,万一失控又怎么抢救回来呢?

旅行者一号,深空测控通信是怎么保证的?

无线电通信的原理很简单,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!最早的无线电噪音干扰很大,所以摩尔斯将字母用长短音编码的方式防止误码,接收后再按摩尔斯电码还原,其实这应该算是最早的数字通信!

数字通信

现在我们用的还是数字通信,只是频率和编码以及载波方式上有了很大的差别,数字通信用001100的方式来对抗干扰,因此现代通信中模拟通信已经非常少见,数字通信还有容量大的优点。

深空测控,光有编码优势是不够的

大家可能都听说过深空测控网,简单的说就是在地球各个点都建立通信网络,保证在任何时刻都有至少一座天线对着探测器,因为地球会自转,如果考虑到地平线以及大气层衰减的话,必须要三座天线才能保证赤道上360度覆盖,假如要保证南北半球的话,那么可能还要多布置几座或者优化布置位置!

美国的深空测控网

DSN(Deep Space Network)是NASA设置在美国(加洲)、西班牙(马德里)和澳大利亚(堪培拉)的深空测控网络,为NASA的星际航天器提供导航与航天通信服务,由于深空测控天线也可以作为射电望远镜使用,因此也担任射电天文学观测和太阳系内雷达行星天文学研究!

各国深空测控站点全球分布

在这些测控网中,直径30-40米的天线比比皆是,甚至最大有达到60-70米的深空天线!天线配置如下:

戈尔德斯通深空站:位于美国加州的莫哈维沙漠。运行中有1个70m天线、3个34m波束波导(BWG)天线,正在新建1个34m BWG天线。马德里深空站:位于西班牙首都马德里以西60km。目前在运行的有1个70m天线,1个34m高增益天线,2个34m波束波导天线,另有2个34m波束波导天线在建。堪培拉深空站:位于澳大利亚首都堪培拉西南40km。运行中有1个70m天线,3个34m波束波导天线,有1个34m波束波导天线在建。

在全球深空测控网中,美国的测控网络分布位置是最佳的,北半球两个,南半球一个,而且大致分布在120度的位置上,兼顾了南北半球,当然这也是美国在全球的实力表现,可以调动全球资源!

旅行者的通信天线

旅行者一号是人类发射的、距离地球最远的航天器,截止到今天为止,它已经飞行了大约150268天文单位,大约2254亿千米,通讯延迟时间大约为20小时52分钟!具体见下图:

旅行者一号和二号的相关信息

旅行者系列一开始就被设计用来飞向太阳系外,因此一个小小的探测器(8255千克)上搭载了一个37米的高增益抛物面天线!

它是到1977发射时最大的星载通信天线。旅行者的通信系统受到水手号和海盗号探测器的影响,做了如下改动:

首次使用X频段而不是S频段作为主要的下行遥测链路;采用双输出功率的X频段TWTA,最大发射功率18W,设计用来减小质量、使效率最大化,且工作时间超过50000h

旅行者一号通常以23 GHz或84 GHz的频率在深空网络通道18中传输数据,而从地球到旅行者的信号则以21 GHz发送,但几个深空测控站对旅行者通信是有限制的,比如旅行者二号位于南天区,北半球的两个站点能跟踪,但无法通信链路,因此测控与数据下载主要由堪培拉的测控站来完成。而一号则刚好相反!

三个测控站的布局和组成

当然再牛逼的深空测控网对旅行者电池耗尽也无计可施,由于旅行者一号的核电池衰减,它已经无法支撑太多的仪器工作,到现在为止,旅行者一号就只能当个信标了,二号还可以下载些数据,比如日球层的相关信息。

旅行者搭载的设备工作状态

深空探测有“炸机”的案例吗?又是怎么抢救回来的?

深空测控失败的案例其实挺多,比如2016年3月14日发射的斯基亚帕雷利火星登陆器,在2016年11月19日登陆火星途中失去联系,不知下落!但“炸机”后被找回来的案例却不多,其中就有最为经典的丝川小行星登陆取样返回的“隼鸟一号”!

丝川小行星

隼鸟号是2003年5月9日发射的小行星探测器,2005年12月9日,在丝川小行星附近因燃料泄漏,姿态失控造成通讯中断(要保持联系,抛物高增益通信天线必须指向地球,全向天线增益太低,根本无法通信)。

隼鸟采样中

原本JAXA以为此次任务已经失败时,却从隼鸟号传来了信号,只是这个信号断断续续,JAXA分析隼鸟号探测器正在翻滚中,但有一段时间抛物面天线是指向地球的,因此根据这短短的时间,分析姿态,注入指令,将隼鸟号从翻滚的状态拯救了回来!

隼鸟号的离子发动机

由于隼鸟号任务多次波折,因此错过了第一次返回,隼鸟号只能等到在返回轨道下一次和地球相交时,终于在2010年6月13日成功返回地球,带回一丢丢肉眼无法见到的丝川小行星尘埃!

喜欢深空探测和离子发动机的朋友可以看看《隼鸟号》,这部**尽管有些拖沓,但整体上来看还是不错的,仅当科学纪录片来看吧!

通信网络的诞生,被誉为是通信发展史上的一座里程碑。通信网之所以能获此殊荣,最根本的原因是由于它顺应了现代社会发展的需求。

在信息就是财富、信息就是胜利的当今社会,时间的价值明显上升,有时信息早到或晚到一刹那,就会产生截然不同的效果。作为传递与交换信息的通信,从来没有像现在这样受人青睐。人们要求通信要迅速、可靠、不间断。在按“点对点”的形式组织通信联络时,如果两地间的传输信道受到阻塞,就会使全线瘫痪不能实现通信,从而贻误信息的及时传递。而在建立了通信网络的条件下,情况就大不一样。通信两地间既有直达路由,又有众多的迂回电路。当通信网络部分电路或设备发生障碍时,能自动选择路由,实现迂回通信,此断彼通,此阻彼达,可谓是“东方不亮西方亮,条条大路通罗马”。当4个通信节点呈网状互相连接时,运用排列求和公式可以算出,从通信始端到通信终端的路由共有5条,换句话说,可以通过5个方向建立通信联络;当5个通信节点互相连接时,从通信始端到通信终端的路由共有16条;当6个通信节点互相连接时,从通信始端到通信终端的路由增至65条。由于路由众多,当某一方向出现信息传递拥挤时,就可利用空闲信道接替,实现无阻塞传输,因而大大提高了通信联络的时效性,可最大限度地满足人们对通信的需求。

在电子抗争日益尖锐的今天,通信设施往往成为敌方首选的打击目标。如何提高通信的抗毁生存能力,以确保信息不间断的畅通,这也是人们所期盼的问题。在这一方面,通信网络也能一显身手。

随着我国通信业和信息化的发展,政治、经济、文化和社会生活对通信网络的依赖度越来越高,通信网络已成为国家关键基础设施。通信网络一旦发生中断、瘫痪或拥塞,或者其中传输、存储、处理的数据信息丢失、泄露或被非法篡改,将对社会经济生活造成严重影响。完善通信网络安全保障法律制度,有利于提高通信网络安全防护能力和水平。

此外,随着信息通信技术的迅速发展,通信网络加快向数字化、宽带化和智能化演进,通信网络面临的安全威胁日益多样化,网络攻击、信息窃取等非传统安全问题十分突出。相对于传统安全问题,非传统安全问题的隐蔽性更强,处置工作和技术要求更高。结合信息通信技术发展的特点制定规则建立通信网络分级、备案、安全风险评估等制度,有利于应对非传统安全威胁。

确立了通信网络单元的分级保护制度,规定通信网络运行单位应当对本单位已正式投入运行的通信网络进行单元划分,并按照各通信网络单元遭到破坏后可能对国家安全、经济运行、社会秩序、公众利益的危害程度等因素,由低到高分别划分为五级。

通信网络安全防护管理办法建立了哪些安全防护制度?

一是通信网络单元的分级和备案制度。

二是安全防护措施的符合性评测制度。

三是通信网络安全风险评估制度。

四是通信网络安全防护检查制度。

法律依据

《通信网络安全防护管理办法》

第一条 为了加强对通信网络安全的管理,提高通信网络安全防护能力,保障通信网络安全畅通,根据《中华人民共和国电信条例》,制定本办法。

第二条 中华人民共和国境内的电信业务经营者和互联网域名服务提供者(以下统称“通信网络运行单位”)管理和运行的公用通信网和互联网(以下统称“通信网络”)的网络安全防护工作,适用本办法。

本办法所称互联网域名服务,是指设置域名数据库或者域名解析服务器,为域名持有者提供域名注册或者权威解析服务的行为。

本办法所称网络安全防护工作,是指为防止通信网络阻塞、中断、瘫痪或者被非法控制,以及为防止通信网络中传输、存储、处理的数据信息丢失、泄露或者被篡改而开展的工作。

第三条 通信网络安全防护工作坚持积极防御、综合防范、分级保护的原则。

答案:C

移动通信网络的特点决定了网络覆盖容量质量三者之间的矛盾,网络优化的方法之一就是平衡这三者之间的矛盾,网络优化的过程实际上就是一个平衡的过程。

网络建设过程中的突出矛盾就是覆盖和质量的问题。

网络优化的内容与性能指标

从NSS 侧来看,主要应提高交换的效率,适当增加交换容量和调整中继数量;

从BSS 侧来看,主要包含基站或天线的位置方位角或下倾角增加信道数小区参数等。

从移动终端感知来讲,网络指标主要包括掉话率呼叫建立成功率语音质量上下行速率等。

网络优化应主要从掉话无线接通率切换干扰四个方面来进行分析。

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