一臺(tái)已經(jīng)47歲高齡的探測器,如今正以每秒17公里的速度飛向茫茫宇宙深處。它的體內(nèi),沒有現(xiàn)代通信模塊,沒有高清攝像頭,甚至連處理器的性能,都不及今天一塊兒童玩具芯片??伤廊贿€在給我們傳回?cái)?shù)據(jù)——從243億公里之外。
它就是旅行者1號(hào),人類歷史上飛得最遠(yuǎn)的航天器。如今,它已經(jīng)飛出了太陽系,卻依舊與地球保持著聯(lián)系。你或許會(huì)問:這么遠(yuǎn),它怎么還“聽得見我們”?我們又是如何“聽見它”的?
這背后,是一套幾乎逆天的通信奇跡。
一次“臨時(shí)任務(wù)”,飛出了太陽系
1977年,美國宇航局(NASA)為了研究木星和土星,發(fā)射了旅行者1號(hào)與2號(hào)。這本是一項(xiàng)為期五年的短期任務(wù)——研究木星大紅斑、土星光環(huán)、以及它們的衛(wèi)星群。
可當(dāng)任務(wù)完成之后,旅行者1號(hào)并沒有就此退役,而是繼續(xù)沿著宇宙的方向前進(jìn)。由于飛行路徑和速度極為理想,它意外獲得了一個(gè)前所未有的身份:“第一個(gè)飛出太陽系的人造航天器?!?/p>
2012年,旅行者1號(hào)正式穿越“日球?qū)禹敗?,進(jìn)入星際空間。這意味著,它突破了太陽風(fēng)主導(dǎo)的區(qū)域,抵達(dá)了銀河系的“公共空間”。
那一刻,人類第一次真正觸碰到了太陽系的邊界。
地球如何“聽見”它243億公里外的聲音?
要知道,旅行者1號(hào)使用的是一個(gè)功率僅有22.4瓦的發(fā)射器,相當(dāng)于一個(gè)小型燈泡發(fā)出的能量。而它發(fā)出信號(hào)在穿越243億公里的真空之后,其能量會(huì)衰減至10?1?瓦——比你手機(jī)待機(jī)時(shí)發(fā)出的電磁噪聲還弱數(shù)千倍。
按常理來說,這種微弱信號(hào)早已淹沒在宇宙背景噪音中,但地球上卻有一套極為強(qiáng)悍的“耳朵”,在持續(xù)傾聽。它就是深空網(wǎng)絡(luò):人類最強(qiáng)的監(jiān)聽系統(tǒng)。
NASA的“深空網(wǎng)絡(luò)”正是承擔(dān)這一任務(wù)的全球監(jiān)聽系統(tǒng)。它在美國加州、澳大利亞堪培拉、西班牙馬德里各部署了一組直徑70米的巨型天線,這三處選址剛好可以無縫覆蓋全球自轉(zhuǎn)帶來的空窗。
它們晝夜不息、輪班監(jiān)聽,只為了等來自旅行者1號(hào)那聲極其微弱的“滴答”。
這些天線使用極高靈敏度的低溫接收器、濾波算法、信號(hào)重建技術(shù),才能從宇宙背景噪音中分辨出那點(diǎn)點(diǎn)信息。
換句話說,我們正在用全球最大的無線電“放大器”,聽一顆老探測器在243億公里外的輕語。
為什么它還能動(dòng)、還能發(fā)信號(hào)?
旅行者1號(hào)之所以能堅(jiān)持這么久,核心原因在于它配備了核電池。
它搭載的是一種名叫放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器(RTG)的裝置。其原理是:钚-238在衰變過程中釋放熱量,轉(zhuǎn)化為電力。雖然這種電源的效率很低(不到7%),但它穩(wěn)定、可靠,并能持續(xù)輸出幾十年。
盡管如此,這種供電也不是無限的。47年來,旅行者1號(hào)的可用功率從470瓦降到了不到200瓦。NASA不得不逐一關(guān)閉部分設(shè)備,優(yōu)先保留必要的通信和科學(xué)儀器。
現(xiàn)在,它的工作節(jié)奏很慢,每次回傳的數(shù)據(jù)也很有限。但它依舊堅(jiān)持在運(yùn)行。
這就像一個(gè)垂暮老人,靠著削減到最低的體力,依舊堅(jiān)持每晚寫下幾行字,寄往千里之外的家。
它的“大腦”只有68KB,卻仍在探索宇宙
如果你對“68KB”這個(gè)數(shù)字沒概念,可以換個(gè)說法:一張中分辨率的彩色圖片,體積大概就是幾百KB。旅行者1號(hào)的全部內(nèi)存,只夠容納四分之一張圖像。
在今天,這是一個(gè)令人發(fā)笑的規(guī)格。但恰恰是這臺(tái)“古董級大腦”,支撐它穩(wěn)定工作了幾十年。
這也正是旅行者1號(hào)的偉大之處——它不是靠“強(qiáng)大”,而是靠極致的簡潔、穩(wěn)定與節(jié)能完成了人類從未踏足的遠(yuǎn)行。
一張金唱片,向宇宙介紹地球文明
也許最打動(dòng)人心的,不是旅行者1號(hào)飛得多遠(yuǎn),而是它帶著怎樣的“信”。
它身上攜帶著一張24K鍍金唱片,叫做“金唱片”。這是由卡爾·薩根團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的地球“自我介紹”。
里面收錄了55種語言的問候語、貝多芬與中國古琴、鯨魚的歌聲、嬰兒的哭聲、脈搏的跳動(dòng)、人類的解剖圖、太陽系的位置……
那是一張寫給外星文明的“名片”,也是寫給未來的時(shí)間膠囊。如果宇宙中有另一種生命能收到它、讀懂它,那么地球?qū)⒉辉偈怯钪嬷械墓聧u。
科學(xué)家預(yù)測,2030年左右,旅行者1號(hào)將耗盡電力,徹底失聯(lián)。那之后,它將繼續(xù)以每年近5億公里的速度,默默穿行在銀河中。
它不會(huì)熄滅,也不會(huì)墜毀——它將變成一顆人類文明的漂流瓶,飛越星辰,穿越時(shí)間,也許十萬年后,它會(huì)靠近另一顆恒星。
而那時(shí)候,或許地球已經(jīng)變了模樣。
寫在最后:它一直在“等我們聽見”
你或許不知道,旅行者1號(hào)的英文名“Voyager”,意思就是“遠(yuǎn)行者”。
它用一生的時(shí)間,去丈量人類無法觸及的距離。它并不是一個(gè)“萬能機(jī)器人”,它甚至稱不上“高科技產(chǎn)品”。
但正因?yàn)樗摹昂喡?,它才證明了:人類的探索不是靠技術(shù)的豪華,而是靠意志的延展。
如今,旅行者1號(hào)已成孤星,它飛得越遠(yuǎn),我們卻越清楚地知道:這臺(tái)機(jī)器背后,是一群相信星辰的頭腦,是一個(gè)熱愛遠(yuǎn)方的文明。
而我們唯一要做的,就是繼續(xù)聽見它的聲音,哪怕那只是“滴——”的一聲回響。
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