与旅行者1号相比，2号几乎被人遗忘，她如今到哪儿了？

zzxx110

旅行者1号和2号是一对姊妹探测器，因此本文会将她们拟人化相称，各位请勿见怪。
作为大姐的旅行者1号是目前向太阳系外深空飞去的五艘探测器中，飞得最快、最远的一艘，因此得到了无数的聚焦和关注，而2号小妹却一直隐藏在老姐的光芒里，有点被人忽略甚至遗忘了。


旅行者1号现在离开太阳的相对速度为每秒16.9公里，距离我们已经超过233亿公里了；而旅行者2号现在的相对速度只有每秒15.3公里，距离我们194亿公里。事实上，旅行者2号发射得更早，现在却走在了后面，这是为什么呢？
今天我们就来了解一下这位几乎被人遗忘的小妹一路的经历。
妹妹更早出发

其实旅行者1号和2号探测器，原本是“水手计划”的后续部分，叫水手号11号和12号。“水手计划”从1962年7月22日发射水手1号，先后发射了10艘水手号探测器，其中3艘失败，7艘成功。这些探测器先后探测了金星和火星，为人类取得了许多这些行星的资料和照片，这里不展开说了。
大概是NASA觉得对太空探索已经进入了一个新阶段，水手号的称呼已经不能与新的任务相匹配了，故将水手11号和12号的名字改为旅行者1号和2号。这两艘执行全新任务的姊妹探测器将首次巧妙地利用巨大行星的引力弹弓效应，提速并适时改变轨道，从而达到探测多颗行星及其卫星的目的，并在完成太阳系探测任务后飞出太阳系！


而之所以选择在1977年发射，是因为这一年太阳系外围几颗气态巨行星会难得的连成一线，这种机会要175年才有一次，因此NASA的科学家们抓住了这个时机一箭双雕：让发射的探测器有可能一路借用行星引力，获得额外的动力和速度，还能够一次探测多颗行星。
而一次发射两颗几乎一样的姊妹探测器，官方的说法是为了保险起见。
因此两艘探测器的配置几乎一模一样，可以说是孪生姐妹。她们各重815公斤，配置有宇宙射线传感器、紫外光谱仪、光偏振仪子系统、等离子体传感器、磁强计、广角和窄角电视摄像仪、红外干涉仪等11种科学仪器，主要动力都是三块放射性同位素温差发电机，也可以称为核电池。
原本先行发射的旅行者1号因故障推迟了发射，这样旅行者2号就先行一步，于1977年8月20日发射成功，离开地球；而旅行者1号则到1977年9月5日发射成功，比妹妹晚出发了16天时间。
那么为啥旅行者1号后来居上，飞到了妹妹之前呢？
这是因为姊妹俩选择了不同的飞行方式和路线

在太阳系，旅行者1号主要探测了木星和土星两颗行星，就向太阳系外飞去了；妹妹2号则探索了木星、土星、天王星、海王星四颗巨行星，还探测了木星、土星若干颗卫星和海王星的卫星海卫一，在太阳系的探索任务比姐姐多了一大半。


深空探测器并不像一些人想象的那样，瞄准了一颗目标星球，就直线飞过去。由于地球和各个行星都在运动，它们之间的距离和位置都在不断的变化中，因此要找到一条节省燃料和更快的路线，就要找到合适的发射窗口，而且走得路线一定是曲线。
根据探测器的目标不同，发射得到的最初速度也是不同的。一般会按照三个宇宙速度来配置发射后的初速度，也就是环绕地球的卫星要求达到第一宇宙速度，每秒7.9公里；飞出地球引力的行星探测器要达到第二宇宙速度，每秒11.2公里；飞出太阳系的航天器要达到第三宇宙速度，每秒16.7公里。
但如果仅仅依靠这些初始速度，就会很慢到达目标星球，这是因为朝太阳系远方飞去的探测器，会受到太阳引力拉扯越来越慢。而要提升初始速度，火箭就需要携带更多燃料，就需要做得更庞大，这样就会得不偿失。
由此，科学家们找到了一种借助行星引力，无需燃料的天然动力~引力弹弓效应。


引力弹弓效应就是当航天器靠近一颗巨大的行星时，只要找准角度，就能利用行星的引力像弹弓一样将探测器弹出去，得到更快的速度。这就是为了得到这种额外动力，有时发射航天器会走更多的弯路，反而缩短了到达目标时间的原因。
比如有的航天器会绕着地球甚至太阳转几圈，与目标星球背道而驰，获得加速度后再飞往目标星球，比如朱诺号木星探测器就是这样。
旅行者号姊妹探测器从一开始就似乎显示了老姐的优势，她在1977年12月就赶上早16天发射小妹。没有找到详细路径原因，有限的资料中只有老姐是被发射进较快的轨道之中，而小妹则是走一个较慢轨迹的含糊说法。可见从一开始，老姐就具备了路线和速度优势。
但她们殊途同归的是都在木星获得了引力弹弓加速，老姐是1979年3月掠过木星，相对太阳的离开速度，从到达时的每秒14公里，提升到离开时的每秒37公里；老妹是1979年7月掠过木星，速度从到达时每秒约10公里，提升到离开时的每秒35公里。
开始妹妹跟着姐姐的足迹前行



旅行者号姊妹探测器看起来长得差不多，功能也几乎一样，NASA发射这两艘差不多的探测器目的也是为了更保险。那么走得更慢的妹妹是不是就多余的呢？非也。由于她们走的路径不一样，她们各自放出了自己的异彩。
老姐以更干脆的进度和速度，只探测了木星和土星，发回了一大堆资料后，就进入休眠状态，往太阳系外直奔而去，直到30多年后，才被唤醒，进行了辅助发动机的调校。
其在太阳系的主要功绩是发回了更多木星和土星资料，由于发现了土卫六有浓密的大气，在地球的主人们临时命令其更详细了解土卫六，耽搁了行程，故而决定取消其继续探索天王星和海王星的任务，让其小妹去承担。
由于旅行者1号速度快，很快超越1972年和1973年分别发射的先驱者10号和11号，成为飞得最远的飞行器。有关旅行者1号的故事已经说过很多，这里就不展开说了。


而小妹的走法是一路走走停停，充分利用了四星连珠的路径，不但先后探测了木星和土星，还“视察”了天王星和海王星这两颗最冷最边缘的行星，是人类最早到达暗冷之地看望地球遥远“兄弟”们的探测器。
在跟着老姐的足迹探测木星和土星两个星球时，科学家们根据旅行者1号发现的一些疑点或不清楚信息，有目的地让老妹进行了更深入的探查，发现了许多新的线索和现象，有些令科学家们惊异。
如发现了木星大气层上著名的大红斑风暴，竟是一个以逆时针方向反转的复杂风暴系统；还证实了木卫一上有活跃的火山活动，这些活动的能量来源很可能是木星与木卫二、木卫三之间的潮汐力；还发现了木卫一、木卫二、木卫三、木卫四、木卫五等若干卫星的一些奇异特征，并新发现木卫十四、十五、十六等新卫星。


旅行者2号是继老姐1980年11月离开土星后，于1981年8月到达土星的，她通过雷达对土星大气层进行了探测，得到了土星大气温度高层位置约为-203摄氏度，低层位置约为-130摄氏度，北极约为-263摄氏度等资料。
掠过土星后，这位老妹的拍摄平台有点被卡住了，使得前往天王星和海王星的任务曾一度产生变量，幸好地面工程师们及时发现了问题所在，是由于过度“劳累”让润滑油耗尽，补充后就得以继续前行。
小妹的最大的功绩是探访了天王星和海王星

天王星距离太阳约29亿公里，光速到达那里需要2.68个小时，但旅行者2号却紧赶慢赶飞了8年半多的时间，于1986年1月到达这个太阳系边缘寒冷的星球，最近时距离天王星大气层顶只有81500公里。
这是人类足迹首次也是唯一一次接近这颗星球，旅行者2号一到达就有了许多新发现。


天王星是太阳系运动状态最奇怪的一颗行星，其自转轴偏转97.77°，使其几乎像汽车轮胎一样躺着公转。旅行者2号探测了这颗行星独特的大气运动和磁场，发现了许多独特的怪异现象；分析得到了大气结构和化学组成；观测了已知的9个星环，发现了两道新的星环，还新发现了10颗卫星。
离开天王星后，旅行者2号于1989年8月份到达并接近海王星，最近时距离海王星只有4827公里，从而让人类首次看清了这颗远在45亿公里的最远行星面貌。主要成果有：新发现了6颗海王星卫星，首次发现海王星有5条星环，发现了海王星南极巨大的黑色云带和如地球面积的风暴区等等。
旅行者2号还靠近海卫一进行了细致的考察，发现这是太阳系唯一一颗沿主星自转方向逆行的卫星，也是太阳系最冷的天体，表面温度低至-240摄氏度，还有能够喷出高达32公里甲烷或氮冰微粒的冰火山3座。


旅行者2号的行程，完成了人类对所有行星近距离考察的梦想，发回了大量资料和图片，让人类对太阳系最远的寒冷行星有了更深刻的认识。此后，旅行者2号结束了对太阳系的考察，像姐姐一样，开始一心一意向着太阳系外飞去。
旅行者2号飞出太阳系的方向与其老姐不同，老姐是半人马座方向，飞往银河系中心，而小妹的方向则是大犬座，向着天狼星方向飞去。
旅行者2号的归宿

像其老姐一样，旅行者2号的未来将是一生孤独地飘浮在深暗冰冷的太空，由于没有大气的氧化和阻力，理论上她可以永久地飘下去，10亿年后她的酮体还会保持如新。她像姐姐一样，身上带有一块高纯度铀-238和一张金色唱片，还有一枚金刚留声机针。


由于已知铀-238衰变成钚-239的半衰期为41.7亿年，因此当旅行者2号有幸与人类知音~外星人邂逅时，这些地外文明只要达到了人类的科技水平，就能够通过分析铀-238的衰变数值得到她出发的时间。而从唱片携带的信息中，得知她来自何方，主人是谁，地球文明是一个啥样子。
光盘里面，也包含了中国人用普通话、粤语、闽南语、吴语对外星人的问候，其中有一句是女子用厦门话的问候：“太空朋友，你们好！你们吃饭了吗？有空请来这儿坐坐”；还有中国古琴演奏的《高山流水》乐曲；在光盘的照片中，收录了八达岭长城的雄姿和中国普通人家吃团圆饭的温馨场景。
不过那个时候人类还存在不存在，还在不在地球就很难说了。如果人类真的灭亡了，或许旅行者2号就会成为人类曾经存在过的唯一见证。当然这种墓碑式功能不仅仅是旅行者2号独有，她的老姐和之前更早发射的先驱者10号、11号，以及在她们之后发射的新视野号探测器都有。


2018年12月10日，旅行者2号飞出了太阳风顶层，成为第二个进入星际空间的人类飞行器。此后，她依靠NASA位于澳大利亚的43号深空探测站与家里联系，2020年3月，43号深空探测站检修升级，这位远离人类的小妹失联了8个月后，于2020年10月30日，43号深空探测站升级完成重新向旅行者2号发出指令，经过34小时48分钟的漫长等待，仅得到了一句“你好”的反馈。


这简单的回复，足以证明旅行者2号依然在轨，飞行正常，且增益天线精准地对着地球家园。截至到2022年5月29日晚上22点，旅行者2号已经飞离我们194亿公里，和其老姐一样，已经关闭了大部分科学仪器，接近枯竭的电力只能维持几个简单仪器将探测数据向主人报告。（下图）


到了2025年，她将和老姐一样能量耗尽，关闭所有仪器，届时她就像断了线的风筝，与人类完全失去联系。但她还会按照人类已经设定的航线，一路靠惯性漂流下去，28000年后将穿越太阳系的最后边界奥尔特云，如果不被那里众多的冰质天体撞毁，就完全飞出了太阳引力控制。
随后，她会一直向大犬座方向飞去，29万年之后，从距离天狼星4.3光年的地方掠过，飞向更遥远的深空，直到被外星人捕获。我们无法知晓她最终的归宿，但如果有一天她带着外星人来到地球，我们的子孙后代还存在的话，就会知道她这些年经历了什么。
现在，只能祝福她带着人类的期盼和问候，一路走好。对此你有什么看法，欢迎讨论，感谢阅读。
时空通讯原创版权，请勿侵权抄袭，敬请理解合作。