旅行者号探测器在40年后仍然很强大

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四十年前旅行者1号和2号任务从地球开始了他们的旅程，成为历史上最遥远的任务。（在他们的任务中）这两个探测器在接下来的二十年里航行过木星和土星的气态巨行星。当旅行者1号冒险进入外太阳系时，旅行者2号到天王星和海王星成为历史上第一个探索这些世界的探测器。



载于旅行者1号和2号飞船的金唱片。图片版权：NASA/JPL

今年夏天将分别在9月5日和8月20日纪念他们发射的40周年，尽管已经航行了很长时间，距离地球相当远，探测器仍然与美国国家航空航天局（NASA）联系，并发回有价值的数据。因此除了是地球上最遥远的任务之外，它们也是历史上运行时间最长的任务。

除了他们的距离和寿命，旅行者号宇宙飞船还为机器人太空任务设置了许多其他记录。例如2012年旅行者1号探测器成为第一个进入星际空间的航天器。与此同时第2次航行是唯一探索太阳系所有四个气态/冰巨行星的探测器——木星、土星、天王星和海王星。



旅行者2号探测器于1977年8月20日发射。图片版权：NASA

他们的发现还包括地球之外的第一个活跃的火山 - 木星的卫星欧罗巴可能的地下海洋的第一个证据，泰坦周围的浓密气氛（地球上唯一的身体密集，富氮气氛），崎岖天王星“ 弗兰肯斯坦月亮”米兰达的表面，以及海王星最大的卫星，特里顿的冰羽间歇泉。

这些成就对行星科学、天文学和太空探索都有不可估量的好处。他们也为未来的任务铺平了道路，比如伽利略号和朱诺探测器，卡西尼-惠更斯号，以及新地平线号宇宙飞船。正如美国宇航局科学任务理事会(SMD)的副署长Thomas Zurbuchen在最近的一份新闻声明中说的那样：

我相信很少有任务能够与旅行者在40年的探索中取得的成就相匹配。他们让我们发现了宇宙未知的奇迹，并真正启发人类继续探索我们的太阳系和更远的地方。

但最让人难忘的是航行者的任务是他们携带的特殊货物，每艘飞船都承载着所谓的金唱片，这是一组声音、图片和信息的集合，它们讲述了地球、人类历史和文化。这些记录的目的是作为一种时间胶囊和/或信息给任何发现它们的文明，它们是否应该会被回复。



1977年发射的两艘“旅行者”号宇宙飞船每一艘都携带着12英寸的镀金留声机，记录着来自地球的图像和声音。图片版权：NASA

如前所述这两艘船仍然与美国航天局保持联系，并发回任务数据。旅行者1号探测器就像本文所述大约是2090亿公里（1300亿英里）（距离地球140 AU）。当它从行星的平面向北移动到星际空间时，探测器继续传回关于宇宙射线的信息——在星际空间中，宇宙射线的数量是地球的四倍。

从这一点上研究人员了解到日光层，包含太阳系的行星和太阳风的区域——作为一种辐射屏蔽。地球磁场保护我们免受太阳风的影响（这将会使我们的大气层失去作用），太阳风层保护着太阳行星，它的原子核以接近光速的速度运动。

与此同时旅行者2号目前约为177亿公里（110亿英里）（距离地球114.3 AU）（天文单位）。它正从行星的平面向南移动，预计将在几年内进入星际空间。就像旅行者1号一样，它也在研究日光层如何与周围的星际介质相互作用，使用一套测量带电粒子、磁场、无线电波和太阳风等离子体的仪器。

一旦旅行者2号进入星际空间，两个探测器将能够同时从两个不同的位置取样。这将告诉我们关于“封装”我们系统的磁性环境的更多信息，并可能会告诉我们更多关于太阳系的历史和形成。最重要的是它将让我们知道一个可能的星际任务将会面临什么样的危险。



这张插图显示了美国宇航局的哈勃太空望远镜是如何沿着NASA的旅行者1号和2号宇宙飞船穿越太阳系进入星际空间的路径。图片版权：NASA/ESA/Z. Levy (STScI)

这两个探测器在这段时间内仍然处于活跃状态，这是惊人的。正如爱德华·斯通(Edward Stone)加州理工学院(Caltech)的大卫·莫里斯(David Morrisroe)物理学教授、美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的前副总裁兼主任以及航行者项目科学家说：我们没有人知道，当我们40年前开始的时候，任何事情都还在继续，继续着这一开创性的旅程。”在接下来的5年里，他们发现的最令人兴奋的事情可能是我们不知道的事情。

保持探测器的运行也一直是一个挑战，因为它们能量以每年大约4瓦的速度减少。这就要求工程师们学会如何使用不断减少的功率来操作这两艘飞船，这迫使他们查阅几十年前的文件，以了解探测器的软件和指挥功能。

幸运的是它也给了曾在航行者号上工作的美国国家航空航天局的工程师们提供他们的经验和专业知识。目前正在运行宇宙飞船的团队估计探测器将在2030年耗尽能源。然而他们将继续沿着他们的轨迹漂移很长时间，之后以48280公里每小时(3万英里/小时)每126天覆盖一个AU（一个天文单位）。



旅行者1号宇宙飞船已经开始在我们的太阳系和星际空间之间的“宇宙炼狱”（被喷气推进实验室称为“宇宙炼狱”）。图片版权：美国航天局/喷气推进实验室

按照这个速度它们将在大约4万年的时间内与最近的恒星相距不远，并在2.25亿年内完成了银河系的轨道。因此有一天金唱片记录将会找到一种能够理解它们所代表的物种的方法。再一次他们可能会在某天找到回地球的路，告诉我们遥远的遥远未来的子孙们的关于人类20世纪的生活。

如果飞船避免了任何灾难性的碰撞，并能在星际空间中生存，很有可能在人类灭绝后，他们将继续成为人类的使者。把东西留在后面真好~\(≧▽≦)/~啦啦啦！

来源：Universe Today / NASA

作者：Matt Williams

编译：卿君侧

审校：博科园

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