怎样控制飞往其他行星的太空探测器

    现代天文学家有水星、金星、火星及一些外行星数十个卫星的详尽地图，有木星天气情况和土星光环旋转状况的电影底片，还有在金星和火星表面拍摄的照片，所有资料都是由地面控制的无人太空探测器收集得来的。

    操纵太空探测器，许多方面与遥控机器人相似。向太空发出信号的唯一方法是利用无线电，但是距离太远的话，无线电信号就变得非常微弱。

    为了向太空探测器发送指令，已在全世界建立许多天线。美国国家航空暨太空总署建立的三座碟形天线，组成“太空跟踪网”。三座天线直径都是64米，分别位于美国、西班牙和澳洲，在任何时间总有至少一座天线与太空探测器保持联系。

    美国太空探测器的控制室位于加里福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室，控制人员通过无线电将各种指令发送到适当的碟形天线，由一架大功率发讯机将指令送向太空探测器，探测器上装有碟形天线，接收信号。

    为了清晰地接收到来自地球的信号，太空探测器上的碟形天线建造得非常庞大，有些太空探测器实际上是装在天线背后的。“先驱者”号的碟形天线直径2.7米，“航行者”号的则为3.7米。

    碟形天线将信号传送到探测器内的电脑。电脑译出指令，随即指示有关部门采取行动，例如命令一个助推器启动，以调整太空探测器的航向，或者吩咐摄影机开始连续拍摄。

    太空探测器也把信号送回地球。有些只是日常的“平安家信”，告诉地面控制人员探测器内所有系统操作正常；其他信号则传送科学资料，例如行星的照片。

    探测器传送信号的能力受能源限制。如果探测器预定是飞近太阳的，会装备太阳能板，将太阳光转化成电能。远离太阳飞行的就必须依靠小型原子能发电机。

    太空探测器飞离地球亿万公里之后，无线电信号就变得极其微弱。例如：“航行者一号”飞离地球大约48亿公里，位置在冥王星之外，太空跟踪网天线极大，但是所收到的信号能量仅为电子手表电源能量的数万亿分之一，必须放大增强其能量水平，在喷气推进实验室内才接到清晰的信号。

    与遥远的太空探测器通信，另一个难题是从地球发出的无线电信号需很长时间才到达探测器。例如，“航行者二号”1986年1月飞过天王星，距离地球大约48亿公里，所发出的电视信号以光速传送，也需两个半小时才到达地球从地球向探测器回传一个信号也需要同样时间。

    一来一回需5个小时，因此必须在探测器飞近天王星数月前定下所有指令，预先输入探测器的两台电脑。探测器飞近天王星的一刻，控制人员只能坐等消息。幸而所有系统按计划操作，“航行者二号”已发回700幅天王星及其卫星的近距离照片。