在人類探索宇宙的征程中，美國憑借其深厚的航天底蘊，始終占據(jù)著重要地位。盡管近年來在登月和月球基地建設(shè)等方面面臨來自其他國家的有力競爭，但美國在深空探測領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢依然顯著，尤其是旅行者1號探測器，堪稱人類航天史上的傳奇。

旅行者1號于1977年9月5日發(fā)射升空，至今已在宇宙中飛行了48年。它堪稱幸運兒，趕上了176年一遇的行星幾何排列，借助引力彈弓效應(yīng)，不僅近距離拜訪了木星、土星、天王星和海王星，還借助這些行星的引力實現(xiàn)了加速，從而能夠更快速地穿梭于宇宙空間，朝著太陽系邊界進發(fā)。

2012年，旅行者1號創(chuàng)造了歷史，它穿越了日球?qū)樱蔀槭讉€“飛出太陽系”的人類探測器。日球?qū)邮翘柎艌雠c宇宙輻射達到平衡的區(qū)域，飛出這里意味著旅行者1號受到的太空輻射將主要由宇宙主導(dǎo)，太陽輻射的影響逐漸減弱。此后，它并未停下探索的腳步，繼續(xù)向宇宙深空邁進。

按照目前的飛行速度，預(yù)計在2026年11月，旅行者1號與地球的距離將達到約259億公里，光從地球傳播到該探測器需要整整1天時間。屆時，它將成為人類歷史上首個飛行距離達到“1光日”的航天器，再次書寫人類科技的輝煌篇章。然而，這也意味著人類與它的通信將面臨更大挑戰(zhàn)。若向它發(fā)送指令，信號往返需要2天時間，因此任何操作都需提前規(guī)劃。

為了確保與如此遙遠的探測器保持通信，美國宇航局采取了一系列先進技術(shù)。旅行者1號配備了直徑達3.66米的高增益天線，能夠有效將信號傳輸回地球。在地面，美國宇航局在加州金石、西班牙馬德里和澳大利亞堪培拉分別建立了深空站系統(tǒng)，形成深空網(wǎng)。這三個深空站分布在世界不同角落，保證24小時都能對準(zhǔn)探測器，防止信號中斷。它們使用最大直徑達70米的全可動拋物面高增益反射天線，使旅行者1號的信號強度達到手機可接收最弱信號的1/10萬。

盡管信號極其微弱，但美國宇航局通過超導(dǎo)效應(yīng)技術(shù)，實現(xiàn)了超高靈敏度和極低噪音的信號接收，再利用特殊設(shè)備將信號放大，成功還原旅行者1號的原始信號。航天器的姿態(tài)控制也至關(guān)重要。在如此遙遠的距離下，高增益天線角度的微小偏差都會導(dǎo)致信號嚴重偏移。例如，2023年7月，美國宇航局向旅行者2號發(fā)送的指令出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致其天線偏了2°，瞬間失聯(lián)。好在后續(xù)通過新指令校準(zhǔn)天線，才恢復(fù)聯(lián)系。

然而，旅行者1號面臨的核心問題之一是能源供應(yīng)。由于無法在太空中充電，也無法依賴太陽能，它只能依靠美國宇航局安裝的核電池供能。核能雖有效，但也有極限。作為人類歷史上連續(xù)運行時間最長的航天器之一，旅行者1號的系統(tǒng)已連續(xù)運行超過40萬個小時，核電池的能源已接近耗盡。美國宇航局曾預(yù)計其可能在2025年停止工作，但通過關(guān)閉大部分功能，僅保留基本系統(tǒng)，旅行者1號得以勉強繼續(xù)運行。根據(jù)計算，它有望在2026年11月保持開機狀態(tài)，甚至可能延續(xù)到2027年，迎來發(fā)射50周年。

一旦能源耗盡，旅行者1號將與人類徹底失聯(lián)，孤獨地在宇宙中穿梭。目前，它的速度已超越第三宇宙速度，注定將擺脫太陽系，飛向未知的深空。若旅行者1號和2號相繼失聯(lián)，人類在太陽系外圍的探測器將僅剩新地平線號。與此同時，中國也公布了探索太陽系外圍的計劃，目標(biāo)是在2049年將探測器送至100個天文單位以外，但目前相關(guān)計劃尚未實施。盡管中國航天科技發(fā)展迅速，但在深空探測領(lǐng)域仍與美國存在較大差距，需加快追趕步伐。