4、深空通信之旅行者号任务

深空通信之旅行者号任务

1. 功能级别的描述

旅行者号任务是深空通信领域的里程碑之一。本章从功能层面出发，详细描述了两艘旅行者号宇宙飞船以及深空网络（DSN）地面系统如何接收和传输数据。通过这一描述，我们能够理解旅行者号任务的独特需求和限制条件，这些条件在1970年代导致了旅行者号航天器通信系统的设计，以及在1980年代对飞行软件和地面通信系统的升级。

1.1 设计背景

旅行者号宇宙飞船是在加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室（JPL）设计和建造的。发射团队在发射30多年后规模大幅缩减，也位于JPL。旅行者号任务的主要目标是探索外太阳系的行星，包括木星、土星、天王星和海王星。在完成了这些任务后，旅行者号继续前往太阳系的边缘，并最终进入星际空间。

1.2 任务描述

两艘旅行者号宇宙飞船正在进行长期（1977-2025年）的探索任务。在探索了外太阳系的行星——木星、土星、天王星和海王星之后，旅行者号宇宙飞船抵达了太阳系的边缘，并继续朝着它们最终的目的地：星际空间前进。

1.3 通信系统

旅行者号的X波段通信系统最初是为了从木星和土星获取科学数据而设计的。随着深空网络的改进，两艘旅行者航天器继续从更远的距离传回数据。端到端通信系统如何继续服务于始于1990年代的旅行者星际任务（VIM），并且一直持续到2010年代，是本章的重点。

2. 通信系统设计

2.1 X波段通信系统

旅行者号的X波段通信系统是其核心通信手段。X波段频率范围在7到11吉赫兹之间，深空通信中常用的是7-9吉赫兹。这种频率的选择是基于其良好的大气穿透能力和较小的