Desde su lanzamiento en 1977, la Voyager 1 ha abandonado la Tierra y ha volado sola en el espacio durante 42 años. Aunque esta sonda no tripulada se encuentra actualmente a 21,9 mil millones de kilómetros de distancia, su distancia de la Tierra equivale a 146 veces la distancia entre el Sol y la Tierra, su trayectoria de vuelo aún es monitoreada por la Tierra. Entonces, ¿cómo monitorea y controla la NASA la Voyager 1?
La Voyager 1 visitó sucesivamente Júpiter y Saturno, los dos planetas más grandes del sistema solar, y aceleró por el efecto tirachinas gravitacional de estos dos planetas gigantes gaseosos. Después de completar su misión de exploración planetaria, la Voyager 1 tomó un retrato familiar del sistema solar más allá de la órbita de Neptuno, incluido el planeta de donde vino la Voyager 1: la Tierra. Después de eso, la Voyager 1, que alcanzó la velocidad de escape del sistema solar, realmente se embarcó en un viaje al espacio interestelar.
La NASA sabe que la Voyager 1 tendrá un largo viaje y la comunicación será muy difícil, por lo que la NASA ha estado preparada. La Voyager 1 lleva un "caldero" con un diámetro de 3,7 metros, que es una antena parabólica de alta ganancia utilizada para recibir y transmitir señales de radio. Al mismo tiempo, la Voyager 1 también está equipada con un giroscopio de muy alta precisión, lo que permite apuntar la antena a la Tierra.
En la Tierra, la NASA ha desplegado redes de espacio profundo en tres lugares del mundo, y su centro de control se llama "Cuarto Oscuro". En la "cámara oscura", las antenas terrestres pueden comunicarse con la Voyager 1 y recibir las señales extremadamente débiles que envía desde el espacio profundo.
Para garantizar una comunicación fluida, la frecuencia del enlace descendente de comunicación suele ser de 2,3 GHz o incluso de 8,4 GHz. Al mismo tiempo, también puede cargar instrucciones a la Voyager 1 y la frecuencia de enlace ascendente de comunicación es de 2,1 GHz. A esta frecuencia ultraalta, el ruido de comunicación es pequeño y la relación señal-ruido es alta.
La potencia del transmisor de señales de la Voyager 1 es sólo un poco más de 20 W. Según la ley del cuadrado inverso, cuando las ondas de radio emitidas por la Voyager 1 llegan a la Tierra, la iluminación de la radiación es de sólo 4,17×10 ^-26W/m^2. El diámetro máximo de una única antena de la Red del Espacio Profundo es de 70 metros, por lo que la potencia de señal recibida por la antena más grande es de sólo 1,6×10^-22 W. En otras palabras, cuando las antenas de la Tierra recibieron la señal de radio de la Voyager 1, su potencia era sólo una 63 billonésima parte de lo que era cuando se transmitió originalmente.
Debido a la distancia extremadamente larga, incluso si la señal de radio enviada por la Voyager 1 viaja a la velocidad de la luz, tardará unas 20 horas en llegar a la Tierra. Pero mientras la Voyager 1 todavía tenga energía, esta débil comunicación no será interrumpida. Se estima que la energía cinética nuclear que transporta la Voyager 1 puede mantener el equipo en funcionamiento hasta 2025. Después de eso, la Voyager 1, que ha perdido completamente el contacto, vagará por el espacio interestelar para siempre.