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2015年7月14日,新视野号探测器从冥王星身边呼啸而过。 那一刻,它距离地球整整60亿公里。光从那里出发,要走5个半小时才能抵达你的眼睛。而新视野号要向地球传回一张照片,那张照片将以电磁波的形式,穿越整个太阳系,在5个多小时之后,被地球上的一口大锅接住。 但你绝对想不到,完成这一切所用的发射功率,只有20瓦。 那是你手里手机发射功率的五分之一,是老式灯泡亮度的四分之一。在60亿公里之外,20瓦的信号微弱到什么程度?当它终于抵达地球时,NASA那座直径70米、号称全球最灵敏的天线,接收到的信号强度只有发射时的百亿亿分之一。科学家们形容,这相当于在北大西洋的一场风暴中,去辨认加利福尼亚海岸边一根火柴掉进水里的声音。 可就是这样一个几乎被宇宙噪声完全淹没的信号,不仅被找到了,还被翻译成了那张让全世界为之动容的冥王星心形照片。 这背后隐藏着一个人类历史上最庞大、也最隐秘的通讯工程。 故事要从1957年说起。那一年,苏联把一颗名叫斯普特尼克的小球送上了天。那小球不会说话,只会嘀嘀嘀地发无线电信号。可就是这嘀嘀嘀的声音,让整个西方世界陷入了恐慌。因为这意味着,当别人的卫星从你头顶飞过时,你既看不见它,也拦不住它,甚至不知道它看到了什么。 美国把这场危机称为“斯普特尼克危机”。为了应对这场危机,一个刚成立不到三个月的机构接下了一个疯狂的任务:不管美国人往太空扔多少东西,也不管这些东西飞多远,必须保证能听到它们的声音。 这个机构叫NASA。这项任务,就是后来被称为深空网络的通讯系统。 但问题来了。地球是圆的。 你在地球这头竖一口大锅,探测器飞到地球那头的时候,信号就会被地球本身挡住。解决办法只有一个:在地球上每隔120度竖一口锅。这样无论地球怎么转,总有一口锅正对着太空深处。 于是,美国选择了三块地方:加州莫哈韦沙漠,西班牙马德里郊外,澳大利亚堪培拉附近。三座天线方阵,互为犄角,24小时不间断地凝视着深空。这就是深空网络的雏形,也是人类迄今为止建造过的最遥远的通讯系统。 可有了接收端,发射端怎么办? 新视野号上带着两个天线。一个是低增益的,30厘米,像个罐头盖,负责近处喊话。另一个是高增益的,2.1米,像个大锅盖,负责远距离传输。但无论哪个天线,发射机就那么大,功率就那么多。60亿公里之外,信号传回来需要5个半小时,传一张照片也需要5个半小时。 你以为
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