旅行者一号发射时 CCD 还没有问世，那它是靠什么照相并且回传回地球的？ 第1页

两个旅行者是1977年的任务，至今已飞行了41年还在工作（放射性同位素电机），是人类发射的距离地球最远的探测器。

它们利用了太阳系内175年才有的一次机遇，各大行星位置允许探测器能够一次性造访所有的外围行星（木星、土星、天王星、海王星）。

在执行具体任务方面，旅行者一号主要负责研究木星和土星，随即被土星及其巨大卫星土卫六的引力摄动甩出太阳系黄道平面。

而旅行者二号则继续前往天王星和海王星，这是人类唯一一次探访这两颗太阳系外围行星。

这两个任务给我们带来了极美的照片，也揭示了大量从前未知的行星奥秘，例如木星大红斑细节、各大行星丰富的卫星系统。

在设计、生产、制造旅行者的年代，日后彻底改变人类生活的CCD（Charge-coupled Device，感光耦合元件）虽然已经1971年在大名鼎鼎的贝尔实验室研制出来，但还远远没有到广泛应用的地步。事实上，在80年代末，这种能将图像信号高效数字化的集成电路处理技术才广泛应用在天文学和航天观测中。

但摄影拍照技术早就存在，一方面可以使用胶卷，但这个方案对于无法返回的航天器而言显然不可行；另一方面就可以使用彼时已经很成熟的摄像管技术（Vidicon tube），在二战前就已有研究。

而与卫星应用相关的成熟光导摄像管技术早在1950年代就研制出来，核心原理是用被偏转的阴极射线扫描受光辐射而成像的靶，最终将光信号转变为与入射光强度相关的电信号。

这种技术早在水手系列任务中就已经非常成熟，水手系列共有10个，主要是太阳系内行星探测系列任务。从严格意义上讲，旅行者一号和二号曾经也是这个系列的第11号和第12号，后来被改名。

甚至后来的伽利略（木星）、麦哲伦（金星）、卡西尼惠更斯（土星），也属于水手项目的延续。

而早在1965年水手四号抵达火星时，就已经拍下了最早的火星图片。

所以，当时的摄像管技术用在这些任务中，已经非常成熟了。下面看旅行者，一号和二号完全一样。

(最右边的部分就是摄像机)

（放大之后给大家看看，也挺大了。。）

旅行者上的宽幅成像相机大概背了1024*1024阵列的摄像管传感器，每个摄像管用8字节记录信息，但是只有黑白成像功能。为此摄像管还增加滤波器，每次拍照只允许一定波长进入，这样多次拍照就可以合成为彩色（参见电视屏幕成像原理）。

但这样每张图依然很大，实际成像大概5M左右（并没有用所有传感器，只用了800*800），还要考虑多个频段多张图合成问题，于是还要进行压缩，储存起来（当时也没有硬盘这一说，只能靠原始磁盘），通讯能力也有限，只能排队传回地球。

旅行者一号和二号在它们的伟大生命中，为我们贡献出了太多的惊喜。

木星的巨大红斑，那里的风暴已经刮了400年 ©NASA

这么一个巨大的土星，如果扔到水里甚至会漂浮起来，因为它的密度竟然比水低，就像一个游泳圈一般 ©NASA

壮观无比的土星环近照配上颜色美丽无比 ©NASA

美丽纯粹的天王星，犹如天使的梦境一般纯粹©NASA

甲烷渲染的蓝色天王星，虽然处在太阳系的边缘，但它有巨大的风暴，数千公里宽的巨大云层©NASA

不过随着二者离开最后一颗星球后，高耗能的相机留着已经没有意义，现在它们完全没有摄像和拍照功能，现有电力也不够重启。

旅行者一号和二号为我们贡献了大量的美图，尤其是天王星和海王星，这是人类第一次也是唯一一次看到。。。而且50年内也基本不会有任务再去了。

当年的两个任务，在任何方面看，都是不可思议的黑科技。

而且它们直到现在还在工作（2018年6月30日）！

旅行者一号距离我们212亿千米！

旅行者二号距离我们175亿千米！

伟大的人类使者，继续加油！

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