旅行者一号为什么还没失联？

距离地球254亿公里，旅行者1号为什么还能和地球通讯？旅行者1号是人类最遥远的探测器，自1977年9月5日发射，历经47年飞行，现在距离地球约254亿公里。它早已穿越日球层顶进入星际空间，却依然能与地球保持通讯，发送珍贵的星际介质数据。

旅行者一号的通讯依赖其直径3.7米的高增益天线和两台无线电发射机，主要是X波段8.4GHz的主发射机和S波段2.3GHz的备用发射机。其中X波段发射功率仅23瓦，相当于一个冰箱灯泡。但通过高增益天线聚焦，信号能以0.5度的窄波束射向地球。这种聚焦极大提高了信号强度，信号从254亿公里外传回地球需约23小时，往返近46小时。

信号强度衰减遵循平方反比定律，到达地球时仅剩约10的负16次方瓦，远低于宇宙背景噪声。所以科学家还得建造大型射电望远镜把信号捞出来，也就是深空网络系统。它由美国、西班牙、澳大利亚的70米和34米巨型天线组成，负责接收这微弱信号。DSN使用超低温接收器和高级数字处理技术，从噪声中提取数据，误码率低至10的负5次方。

2024年10月，旅行者1号因故障切换到S波段发射机，这个波段功率更低，数据率仅40比特/秒，低于X波段的160比特/秒，由此引发通讯中断。最后还是由NASA工程师通过远程指令，在11月18日恢复了X波段，确保数据流恢复。

能源方面，旅行者1号的通讯依赖的电能来自三台放射性同位素热电机，利用钚-238衰解放热发电，当年发射时还能提供470瓦电力，2025年已衰减至约220瓦。按照计划，旅行者一号身上的科学仪器会逐一关闭，现在只保留了通讯和姿态控制的电力，整个核心系统仅需几十瓦就能长期运行。

但是NASA预计2030年通讯系统也可能关闭，届时旅行者1号将成为无声的"星际漂流瓶"，携带金唱片继续续航行。以现在的技术眼光来看，通讯的关键其实就是旅行者1号必须始终将天线对准地球，并且误差小于0.5度，使用小型推进器和陀螺仪就能完成。因为星际空间基本没有外部作用力，可以长期保持稳定精度。至少在2025年的今天，旅行者一号仍然能对准地球。

整个旅行者计划到了今天最大的消耗，其实不是探测器，而是地球上的深空网络的维护成本，每年都得花好几亿美元维护，专门用于接收旅行者一号和二号的数据。也许再过十年，等旅行者一号和二号彻底失联后，整个任务就真的结束了。