近日,美國航空航天局(NASA)對外宣布,“旅行者1號”探測器出現通訊故障,循環往復地發送著毫無意義的1和0符號。NASA的工程師們正在積極采取措施,但有跡象表明,恢復的可能性不大。
事實上,這名“星際旅者”的奇跡早已鐫刻史冊。早在20世紀70年代,宇宙探索的成長時期疊加了無比難得的天文條件,176年一遇的行星排列,采取“引力加速”的新技術,使得航天器可以攜帶較少燃料一次性造訪外太陽系諸行星。
人們有幸抓住了好機會,“旅行者2號”和“旅行者1號”分別于1977年8月20日和9月5日發射升空。這兩個姊妹探測器沿著兩條不同的軌道飛行,后者在百余天后超越前者,并先期到達木星考察。
離開木星后的近兩年后,“旅行者1號”來到土星,由于發現土衛六擁有濃密的大氣層,NASA決定調整其軌道,對土衛六進行重點考察。這樣一來,受引力影響,“旅行者1號”離開黃道面,余下天王星和海王星的考察任務交由“旅行者2號”完成。
研究認為,“旅行者1號”于2013年飛離太陽風層,成為人類歷史上第一個進入星際空間的探測器。幾年后的2018年,“旅行者2號”也被宣布進入星際空間。
兩個姊妹探測器的設計壽命都只有5年,但46年后的今天,才因設備老化瀕臨失聯,我們慨嘆科學家的專業和精心,也為探測器執著向前、永不停歇的腳步所感動。
▲“旅行者1號”探測器拍攝的木星
回溯旅行者號探測器的飛行歷程,可謂征途漫漫、扣人心弦?!奥眯姓?號”和“旅行者2號”目標相似且互為備份,故質量、組件、燃料等基本參數相當。
任務載荷也基本相同,探測儀器包括高場和低場磁強計(MAG)、低能量帶電粒子設備(LECP)、等離子體子系統(PLS)、宇宙射線子系統(CRS)、行星射電天文學設備(PRA)、等離子體波子系統(PWS)、紫外線光譜儀子系統(UVS)等。
“旅行者1號”于1978年穿越小行星帶,1979年3月靠近木星,并觀測到木星背陽面的極光。在48小時的近距離接觸中,探測器對木星的衛星、環、磁場以及輻射環境進行了深入了解及高解像度拍攝。1980年11月,掠過土星,并發回萬余張彩色照片,同時調整軌道近距離觀測土衛六,隨后結束其主要使命。
“旅行者2號”在1979年7月接近木星,對木星及其衛星進行了較為全面的觀測。1981年8月來到土星,以雷達探測土星大氣層上部,量度氣溫及密度。1986年1月來到天王星,對天王星磁場、輻射帶、行星環等進行了探測。1989年8月來到海王星,這是該探測器能夠造訪的最后一顆行星,在對海王星開展觀測的同時,科學家微調其軌道,重點考察了海衛一。
▲“旅行者2號”探測器拍攝的天王星
當時,還沒有探索外太陽系的先例,盡管配備耐久的核電池,一切都是未知數。如果旅行者號探測器壞在了途中,任務也算成功,但它們卻展現了驚人的力量,居然完好地步入新世紀,這本身已是一項奇跡。
完成主要任務后,兩個姊妹探測器向遙遠的星際空間進發,不僅將毫無懸念成為人類探索星際空間的里程碑,也引發了對太陽系尺度的深入思考。
進入21世紀時,旅行者號探測器已將海王星遠遠甩在身后,在大眾眼中,幾乎等同于離開太陽系,因而,時有傳聞說它們已經告別太陽系。
比如2005年,“旅行者1號”進入“沖擊停滯地帶”,這片區域可能已經顯著受到太陽系外部環境的影響,太陽風在此減速,有人稱之為“日鞘”。
到了2011年2月,探測器匯報太陽低能帶電粒子流速度降為0,由此判斷太陽風已經出現停滯。經過一系列研究,2013年9月,NASA官方證實“旅行者1號”已進入星際空間。
不過,進入星際空間不能等同于徹底離開太陽系,有報道稱“旅行者1號”飛離太陽系,屬于誤讀。海王星軌道外,是柯伊伯帶,充斥著各式各樣的小天體,而柯伊伯帶之外,還有一層巨大的奧爾特云。
研究認為,以奧爾特云作為太陽系的外圍邊界,“旅行者1號”抵達奧爾特云還需300年,徹底離開太陽系或許還要3~7萬年。在探測器超齡服役期間,正在開展的任務之一便是為確定太陽系邊界,當然,這個任務也許永遠不會完成了。
在人們眼中的太陽系邊緣,“旅行者1號”已先后經歷3場激波洗禮,激波可能是太陽物質與星際物質碰撞的結果,由內而外的旅程中,等離子體密度越來越高,大致揭示了星際空間有別于太陽系內部的特征。
值得一提的是,1990年剛剛離開海王星軌道的“旅行者1號”,在天文學家卡爾·薩根的建議下,調轉鏡頭,拍下一張太陽系“全家?!保掌?,地球僅是1像素的藍色小點,透過這著名的“暗淡藍點”,人類看到自身的渺小與無知。
▲探測器上搭載的鍍金唱片
近年來,控制團隊一直在關閉非必要的儀器,以最大程度節省電力,使其能夠竭盡所能多收集些星際空間的數據。即便沒有故障,核電池也僅僅能夠保證科學儀器工作至2025年,而2036年電力將完全耗盡。
不過,正如NASA曾表示的那樣,旅行者號生來就注定成為銀河系的漫游者。這趟旅程是無法回頭的,但人類還為其準備了一項無需能源的工作,一塊鍍金唱片,贈送給外星智慧生命的禮物。
唱片內藏金剛石留聲機針,內容包括55種人類語言錄制的問候語、115幅影像、90分鐘聲樂集錦、時任聯合國秘書長瓦爾德海姆和時任美國總統卡特的問候。
唱片封套上還有一塊高純度的鈾238,人們認為外星智慧生命可以通過其41.67億年的半衰期推算出探測器的發射日期。
這張10億年后音質依然如新的唱片,也許是星際交流的橋梁,也許是人類文明最后的記憶。對于這最后一項任務,反對聲音很多,因為此舉可能暴露地球的位置,我們無法判斷外星智慧生命的善與惡。直至如今,不少人為此擔憂。
但是,唱片最終還是隨探測器一起升空遠航,飛往茫茫宇宙,或許因為人類不愿孤獨,也不相信孤獨吧。
(文內圖片來自網絡)
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