人类的无线控制技术最远能控制多远的人造飞行器?
▍人类的无线控制技术最远能控制多远的人造飞行器?
远程控制无线电技术。是在网络上由一台电脑(主控端Remote/客户端)远距离去控制另一台电脑(被控端Host/服务器端)的技术。当操作者使用主控端电脑控制被控端电脑时,就如同坐在被控端电脑的屏幕前一样,可以启动被控端电脑的应用程序,可以使用被控端电脑的文件资料,甚至可以利用被控端电脑的外部打印设备和通信设备,来进行打印和访问互联网,就像你利用遥控器遥控电视的音量、变换频道或者开关电视机一样。
不过,有一个概念需要明确,那就是主控端电脑只是将键盘和鼠标的指令传送给远程电脑,同时将被控端电脑的屏幕画面通过通信线路回传过来。也就是说,我们控制被控端电脑进行操作似乎是在眼前的电脑上进行的,实质是在远程的电脑中实现的,不论打开文件,还是上网浏览、下载等都是存储在远程的被控端电脑中的。电脑中的远程控制技术,始于DOS时代,只不过当时由于技术上没有什么大的变化,网络不发达,市场没有更高的要求,所以远程控制技术没有引起更多人的注意。但是,随着网络的高度发展,电脑的管理及技术支持的需要,远程操作及控制技术越来越引起人们的关注。
那么远程控制无线电技术,到底能控制多远?可以这么考虑!无线电是电磁波,即电磁场交变波。人类目前已知传输距离是150亿光年。1900年人类首次实现了无线电信号的传播与接收。自此开始,人类制造的无线电信号以地球为中心,向宇宙各个方向传播。由于信号以光速在宇宙中行进,因此,目前的传播范围在距离地球117光年的球形区域之中。相比之下,我们银河系的跨度至少为10万光年。
这意味着在距离地球117光年的地方,人类发出的无线电可以到达。在81光年的地方,正在引进电视信号。在48光年的地方,人类的登月画面刚刚抵达。在9光年的地方,已经可以看到北京奥运会。理论上,距离地球越远,就能接收到越早期的地球无线电信号,直到117光年的地方。那么,如果在距离地球117光年的球形区域内存在智慧的外星生命,他们会探测到我们吗?
虽然人类的无线电信号最远已在太空传播117光年,但是由于早期的无线电信号过于微弱,外星文明几乎不可能接收到人类在早前发出的信号。从地球上发射出的无线电信号是以波的形式在宇宙中传播,随着信号的行进,所经过的空间区域呈指数式的增大。这就是所谓的平方反比定律,信号的强度随着距离的增加而大幅衰减。
具体而言,距离增加2倍,信号的强度变为原来的1/4,距离增加10倍,信号的强度仅为原来的百分之一。由于这种平方反比定律,人类发出的无线电信号在距离地球数光年之外已经与背景噪声几乎无法区分开来。对于100光年之外的外星文明而言,试图接收我们的信号更是不可能。这就好比在日本的海边扔进一块石头,然后在美国加州的海边来探测这个穿过太平洋的波纹。
人类发射的无线电波属于电磁波,所以其传播范围可以无限远。不过估计会被黑洞给吸收了,毕竟黑洞是连光都可以吸收的,而光和无线电波同属于电磁波。那么,无线电波也无法逃出黑洞的。也就是说,无线电波可以传播到除了黑洞以外的任何地方。所以,从理论上来看,无线电波是可以传播到无限之远的地方的。既然无线电波可以传播到无限远的地方,从理论上来说,是可以控制到无限远处的飞行器。但前提是,该飞行器是一定要可以接受到无线电波从可以。
2020年10月20日,奥西里斯小行星探测器在贝努小行星表面采集了样本。此时贝努小行星距离地球3.2亿千米。而地球发射的无线电波有效控制了隼鸟2号,奥西里斯小行星的探测器。也就可以证明,人类发射的无线电波可以控制远在3亿多千米之外的飞行器。
目前人造的最快物体是德国和美国联合建造并发射的Helio-2卫星,最高速度为每秒70.22千米(即每小时252792千米),这样的速度飞越1光年的距离大约需要4000年的时间。
▍人类的无线控制技术最远能控制多远的人造飞行器?
在1864年,麦克斯韦预测了电磁波的存在。而在1888年,赫兹在实验室中证实了电磁波的存在。又到了1895年,波波夫发明出了无线电接收机。
也就是说,无线电波被发现至今已经过去了133年。在这133年时间离里,利用无线电传递信息,探测物体的设备被一一发明出来。如发报机,手机,雷达,卫星等等。
如今,人们的生活根本就离不开无线电波。离开了无线电波,很多设备都无法使用,对人类的生活也会造成较大的影响。
如果说,无线电波在生活领域的应用比较广泛;那么,在科技领域,基本上就离不开无线电波。
目前来说,无线电波的频率在3hz~3000Ghz之间,波长在1丝米~100兆米之间。传播速度为300000千米/秒,毕竟无线电波也隶属于电磁波的一种。也正好是,由于无线电波的传播速度接近光速,所以其应用领域才极为广泛。
由于无线电波属于电磁波,所以其传播范围可以无限远。不过估计会被黑洞给吸收了,毕竟黑洞是连光都可以吸收的,而光和无线电波同属于电磁波。那么,无线电波也无法逃出黑洞的。
也就是说,无线电波可以传播到除了黑洞以外的任何地方。所以,从理论上来看,无线电波是可以传播到无限之远的地方。
既然无线电波可以传播到无限远的地方,从理论上来说,是可以控制到无限远处的飞行器。前提是,该飞行器是一定要可以接受到无线电波。
现阶段,人类发射的,飞行最远的,飞行器也就是旅行者1号,该飞行器距离地球超过230亿千米。
从理论上来看,人类发射的无线电波,在经过21个小时之后,是可以被旅行者1号所接收到的。但现实是,旅行者1号已经与地球失联了,根本不知道它飞到哪里,距离地球有多远。
也就是说,人类发射的无线电波,都无法有效的控制距离地球230亿千米的旅行者1号飞行器。那距离再远一些的话,更无法做到有效控制了。
而距离地球180多亿千米的旅行者2号,与地球的联系也是断断续续,也无法做到有效的控制。
再近一点就是小行星探测器了,毕竟小行星还是在太阳系内部,距离地球也不算太远。
在2019年11月份,隼鸟二号小行星探测器,在龙宫小行星的表面进行了取样。此时龙宫小行星距离地球3.5亿千米。
在2020年10月20日,奥西里斯-REx小行星探测器在贝努小行星表面采集了样本。此时贝努小行星距离地球3.2亿千米。
而地球发射的无线电波是可以有效控制隼鸟2号,奥西里斯-REx小行星探测器的。也就可以证明,人类发射的无线电波可以控制远在3亿多千米之外的飞行器。
由于无线电波在空气中呈现扇面妆的传播,所以在传播过程中是要扩散衰减的。随着距离的增加,扩散的范围越来越大,那么平均到每个地方的能量也就越来越少,当然这是在大气层中的。
即便到了真空中,电磁波也会衰减的。主要就是电磁波是乘扇面传播的,不可能让它沿着特定的直线传播,这样传播越远的距离,所具有的能量就越少。不过这种衰减要比大气层中弱的多的多,基本上可以忽略不计的。
当然,无法控制距离地球较远的飞行器,也不仅仅是无线电波在传播过程中存在衰减的,还有飞行器的寿命问题,当其电能耗尽之后,接收器也无法工作,这样也无法接收到指令。
由于人类发射的无线电波存在衰减问题,所以无法控制距离地球较远的飞行器。但是人类可以接收到较远距离上的无线电波。
位于我国贵州省的FAST,已经接收到1652次,来自30亿光年之远的无线电信号。而FAST最远可以接到137亿光年之外发射的信号。由此可见,人类发射无线电波的技术,远没有接收无线电波的技术先进。
▍人类的无线控制技术最远能控制多远的人造飞行器?
无线控制技术可以实现对远距离的人造飞行器的控制,但其最远控制距离取决于多种因素,如使用的通信协议、天气条件、信号干扰等。通常,无线遥控技术可以实现几公里甚至数十公里的控制距离。在更长距离的情况下,需要采用更高级别的通信协议和设备以及更强的信号传输功率。此外,随着技术的不断进步,未来可能会有更远距离的无线控制技术问世。
▍人类的无线控制技术最远能控制多远的人造飞行器?
到目前为止,人类能够控制的最远航天器又是哪个,距离我们又有多远呢?答案是1977年从地球出发的旅行者1号。2017年12月,NASA控制旅行者1号启用了37年未曾使用过的推进器,调整了探测器的姿态,让它把天线对准了地球。当时旅行者1号距离地球超过200亿公里,光速需要超过19.5个小时才能传到那里。
这是人类迄今用无线电技术控制过的最远航天器。
其次,随着距离的增加,无线电信号的强度也会减弱。这一点很好理解,就好像同样亮度的灯泡,距离我们越远,发出的亮光看起来就会越暗一样。航天器距离我们越远,我们就必须使用越来越大的天线,发出越来越强的控制信号,来能保证这些信号在传到航天器时,仍然有足够的强度,能够被航天器上的天线接收到。正是为了与分散在太阳系各处的深空探测器取得联系,NASA才在世界多个地方修建了许多口径达到几十米的巨大天线,组成了所谓的“深空网络”。
▍人类的无线控制技术最远能控制多远的人造飞行器?
根据公开信息,人类的无线控制技术最远可以控制旅行者1号飞行器,该飞行器距离地球超过230亿千米。但是,我们不能控制距离地球超过200亿公里的旅行者1号,因为这超出了地球同步轨道的距离。此外,我们也无法控制距离地球180多亿千米的旅行者2号和旅行者3号,因为这些飞行器已经离开了太阳系。
因此,人类目前的无线控制技术最远可以控制距离地球200多亿公里的旅行者1号飞行器。但是,我们不能控制更远的飞行器,这是由于物理学的限制。
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