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旅行者号:有史以來最偉大的太空任務

作者:NASA航天愛好者

應粉絲要求,再次與大家一起回顧偉大的旅行者号任務。

神秘的黑暗星際空間最終被兩個無畏的航天器所揭示,它們先後成為第一和第二個離開太陽系的人造物體。(長文,建議先收藏再閱讀。)

旅行者号:有史以來最偉大的太空任務

1977年,兩艘航天器開始執行一項任務,重新定義了我們對太陽系的認知,并且很快成為我們進入未知世界的使者。

旅行者号:有史以來最偉大的太空任務

旅行者2号于1977年8月20日從卡納維拉爾角發射升空,同年的9月5日,旅行者1号升空。在過去的40多年間,兩艘旅行者号飛船分别探索了木星、土星、天王星和海王星。他們傳回了這些陌生世界的詳細視圖,揭示了被冰包裹、被火山覆寫的衛星。旅行者号飛船的側面附有金色留聲機唱片,将人類文化帶入了遙遠的星空。

旅行者号:有史以來最偉大的太空任務

值得慶幸的是,40多年過去了,兩架旅行者号飛船仍在工作。無論何時,旅行者1号發送回信号時,它就是任何人造物體中傳回信号的最遠距離。

DO NOT TOUCH!

旅行者1号于2013年離開太陽系,此時,它距離地球約200億公裡(120億英裡)。旅行者2号的航行軌迹略有不同,目前它距離地球約170億公裡(105億英裡)。用更直覺的資料描述,假設無線電信号以光速傳播,從地球傳輸到旅行者1号并傳回需要38個小時,而旅行者2号需要30個小時。這些信号都是由NASA的深空網絡接收的,深空網絡散布在世界各地,旨在采集從遙遠的航天器傳回的資料。

旅行者号:有史以來最偉大的太空任務

在加利福尼亞州帕薩迪納市一個不起眼的郊區辦公大樓的一樓,曆史每天都在這裡創造。這是NASA旅行者号航天器的任務控制中心。計算機顯示器下方的自制硬紙闆寫着,“旅行者号關鍵任務硬體,請不要觸碰!”

飛船上發射器的功率約為12瓦,當它處于高功率運轉時,也不過20瓦,甚至比普通的冰箱功率還低。想象一下,當我們遠離城市時,接收手機信号都很困難,而Nasa可以用一台40年的12瓦發射器從200億公裡外接收信号。這會讓所有人都感到震驚,因為我們談論的是20世紀70年代的技術。

金色唱片

旅行者号任務為我們提供了更廣闊的視野,它傳回的很多資料都是現代天文學的基礎。旅行者号任務的成功離不開一個已故的傳奇人物——卡爾·薩根,他上司了該項目,并在每個飛船的側面附加了黃金唱片。實際上,在20世紀70年代,這位康奈爾大學的天體實體學家和天文學家就已經是世界上最著名的科學家之一,除了上司旅行者号以外,他還上司了NASA的維京1号任務,這是成功登陸火星的第一個人類探測器。此外,他還編寫科普書籍,并經常參加電視和廣播節目。

旅行者号:有史以來最偉大的太空任務

通過黃金唱片,卡爾·薩根将本質上是科學使命的旅行者号任務轉變為藝術和文化傳播的使者。銅質磁盤的設計壽命長達十億年,作為從地球帶給外星文明的資訊,這些記錄包括語音、音樂、聲音甚至是編碼在凹槽中的圖檔。

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黃金唱片的設計總監喬恩·隆伯格這樣介紹,“我們試圖向外星人介紹一下地球是什麼樣的,生活在地球上的生物,尤其是創造該唱片的物種。這張唱片不單是來自NASA的消息,更是來自地球的消息,代表全人類探索宇宙的意願。”

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黃金唱片上大約有三分之一的音樂是由西方作曲家創作的,包括巴赫、貝多芬和莫紮特。當然,也有世界其他地區的音樂,包括從阿塞拜疆的風笛到薩伊的兒童入門歌,它可能是第一張世界音樂合輯。

太陽系内的探索

發射18個月後的1979年,旅行者1号和旅行者2号開始了對木星的探索,以前所未有的細節揭示了其攪動的雲團。

每次觀察到的結果都是全新的,一些最大的科學驚喜來自衛星,在旅行者号之前,我們隻知道地球上存在活火山,然而,當旅行者号飛越木星的衛星艾歐時,發現這裡的火山活躍度是地球的十倍。

旅行者号:有史以來最偉大的太空任務

旅行者号将太陽系以地球為中心的視角轉了過來,在旅行者号之前,唯一已知的液态海洋就在地球上,然而,旅行者号讓我們我們看到木星衛星歐羅巴表面的裂縫,随後發現它地表之下的液态海洋。

旅行者号任務的原始圖像檔案現在被存放在倫敦東部瑪麗皇後學院的一個塵土斑斑的檔案櫃中。随着圖像數字化的普及,現狀很少有人會檢視硬紙闆照片了。但是當我們再次翻出這些原始圖檔時,它們的品質會讓我們感到震驚,特别是80年代旅行者1号到達土星時拍攝的圖像。土星的岩石衛星米瑪斯的照片品質足以和現在拍攝的相媲美,NASA稱其為“死亡之星”。拍攝這幅照片的後幾年,它就出現在《星球大戰》電影中。

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旅行者2号看到的最後一個物體是整個任務的亮點

“死亡之星”并不是探測土星時唯一的驚喜,除了尋找新的環并識别出另一顆衛星外,旅行者号航天器還透過濃厚的甲烷雨對土衛六泰坦進行了調查,直到多年之後,泰坦依舊以滅霸故鄉被我們所熟知。它還發現了土衛二,這個被冰包裹的小世界隻有英國大小,是太陽系中反射性最強的物體。卡西尼号任務随後對這兩個衛星進行了深入調查,而土衛二現在被列為存在生命的主要候選者之一。

1980年11月,旅行者1号離開土星,繼續其漫長旅程。九個月後,旅行者2号設定了以最外層行星為目标的航向。它于1986年抵達天王星,拍下了天然氣巨人的第一張照片,同時還發現了它的10個新衛星。

當航天器在1989年到達其最終的目的地海王星時,一顆衛星再次引起了科學家的注意,旅行者2号看到的最後一個物體也是整個任務的亮點之一。

旅行者号:有史以來最偉大的太空任務

當旅行者2号看到海王星的衛星海衛一時,我們看到了間歇泉的噴發。我們一次又一次地發現原本隻存在于地球上的事情其實遍及整個太陽系。

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旅行者号的技術遺産

此後NASA在旅行者号發現的基礎上又進行了幾次飛行,包括前往土星的卡西尼号探測任務,伽利略号和朱諾探号測器先後造訪了木星,還有更多探測任務正在籌備中。但是目前仍沒有計劃對天王星或海王星進行新的探索,旅行者2号拍攝的影像依舊是最新的。

旅行者号是有史以來第一次由計算機控制的航天器,目前它們仍然可以自主飛行、傳輸資料、檢查并可以自行切換到備份系統。

實際上,我們每天都在使用旅行者号的衍生技術,由于來自深空信号太弱,我們不得不開發編碼系統,手機和CD播放器目前依舊依賴于相同的技術。同樣,智能手機中内置的圖像處理功能是旅行者号的工程師最初開發的。

暗淡藍點

20世紀90年代,旅行者号最偉大的時刻當屬1990年2月14日,旅行者2号将錄影機調轉朝向地球,在64億公裡之外拍下了那副經典的照片。地球僅是一個像素的淡藍色圓點,讓我們對在宇宙中的位置有一種全新的認識。

旅行者号:有史以來最偉大的太空任務

漂浮在太空中的暗淡藍點是如此微小,地球是我們所知道的所有生命都存在的地方。當我們在旅行者号的影像中看到它時,這幾乎是令人恐懼的,太陽的光芒看起來就像是固定地球的雷射束。這是一幅寶貴的照片,可以幫助我們了解我們在宇宙中的地位是多麼的脆弱和渺小。

正如卡爾·薩根在《暗淡藍點》中所寫的那樣,它是如此渺小,但卻是我們深愛的家鄉。

2013年,旅行者1号越過了由太陽磁場控制的空間與星際空間之間的邊界,太陽在行星周圍産生了巨大的氣泡,它對外界宇宙射線起到屏蔽作用,保護着我們的太陽系。

旅行者号的暮年

為了讓旅行者号盡可能長時間地飛行,NASA關閉了一切備援系統。可以想象旅行者号是對雙胞胎,并且在将近40年的時間裡,一個失去了聽力,另一個的視力越來越不好,是以我們必須非常小心。

NASA目前隻操作可以在航天器所在位置采集資料的儀器,相機都已經關閉,因為看不到任何東西,一切都隻是黑暗的空間。部分能量用于保持加熱器工作,以確定航天器儀器不會當機。

也許在10年内的某一天,我們就必須關閉旅行者1号和旅行者2号,對于全人類來說,這将是非常悲慘的一天,但是要為它們感到自豪,它們度過的每一天都是那麼充實且有意義的。

旅行者号将成為我們通往未來的使者

從某種意義上說,旅行者号任務會永遠持續下去,甚至比人類文明更長的時間。我想在将來的某個時候,未來的文明會找到它們,聽到我們的黃金唱片,他們會看到曾經古老的文明是什麼樣的。

旅行者号任務将1977年的世界帶往了遙遠的未來,旅行者号讓人類文明永生。

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