双胞胎旅行者1号和2号

自从1977年发射以来已经进行了超过40年的旅程,而1978年的我们刚好开始改革开发,如今正在庆祝40年改革开放。一期多么的巧合。

根据美国宇航局的最新消息,旅行者2号航天器可能终于进入了星际空间,与地球的距离或已超过110亿英里(180亿公里),超越了日光层。

虽然说是双胞胎,可是旅行者2号1977年8月20日发射,旅行者1号16天之后才发射。

值得一提的是最初,旅行者1号在1977年9月5日于佛罗里达州的卡纳维尔角,被搭载在一枚泰坦3号E半人马座火箭上发射升空,因为在泰坦3号E火箭燃烧过程的第二阶段里出现了约一秒钟的燃烧不足,使地面的工作人员曾担心会使航天器因此而不能到达木星。后来幸好证实了在泰坦三E运载火箭的上层仍有足够的燃料燃烧。

旅行者1号(Voyager 1)是美国国家航空航天局(NASA)研制的一艘无人外太阳系太空探测器,重825.5kg,于1977年9月5日发射。旅行者1号原先的主要目标,是探测木星与土星及其卫星与环。现在任务已变为探测太阳风顶,以及对太阳风进行粒子测量。它是有史以来距离地球最远的人造飞行器,也是第一个离开太阳系的人造飞行器。它的主要任务在1979年经过木星系统、1980年经过土星系统之后,结束于1980年11月20日。它也是第一个提供了木星、土星以及其卫星详细照片的探测器。2012年8月25日,“旅行者1号”成为第一个穿越太阳圈并进入星际介质的宇宙飞船。

旅行者1号的无线电通信系统被设计用来达到和超越太阳系的极限。该通信系统包括一个直径3.7米(12英尺)的抛物面天线高增益天线,通过地球上的三个深空网络站发送和接收无线电波。它发出的信号需要19个小时才能到达地球。

旅行者1号最初计划属于美国水手号计划的一部分,它的设计利用了属于当时的新技术引力加速。幸运的是,这次任务刚巧碰上了176年一遇的行星几何排列。航天器只需要少量燃料以作航道修正,其余时间可以借助各个行星的引力加速,以一艘航天器就能造访太阳系里的四颗气体巨行星:木星、土星、天王星及海王星。两艘姊妹船旅行者1号及2号就是为了这次机会而设计,它们的发射时间是被计算过以便尽量充分利用这次机会。亦拜这次机会所赐,两艘航天器只需要用上12年的时间就能造访四个行星,而非一般的30年时间。

旅行者1号发射后,首次在1979年1月开始对木星进行拍摄。最令人惊讶的是在木卫一上发现了火山活动。这个发现是在地球上从未观察到的,就连先驱者10号及11号也并未观察到。在顺利地借助了木星的引力后,航天器朝土星的方向进发。由于发现了土卫六拥有浓密的大气层,喷气推进实验室的控制人员最终决定了让旅行者1号驶近土卫六以进行研究,并随之终止了它继续探访其余两颗行星。结果造访天王星和海王星的任务只得交予旅行者2号。

在离开土星后,旅行者1号被美国国家航空航天局形容为进行星际探索任务。估计两艘旅行者航天器上的电池,均能够提供足够电力至2020年,供船上一部分的仪器操作。

旅行者1号在2011年3月9日距离太阳大约116.406个天文单位(约10,816,616,569哩或是约0.00183光年)。以光速往来航天器和地球间的无线电讯号大约耗时16.13个小时。旅行者1号目前的相对速度是17.062公里/秒或61,452公里/每小时(约38,185哩/每小时)。每年约3.599天文单位,比姐妹号旅行者2号快了10%。旅行者1号在这样的速度下,如果方位对准半人马座比邻星,将会花上7万3千6百年的时间到达它。

2017年12月2日,时隔37年旅行者1号团队的科学家与工程师对其发出了指令,命令它4个轨道修正推进器再次点火,以判断飞行器的方向定位能力,最终旅行者1号做出正确的回应。这些轨道修正推进器用于帮助保持探针的天线指向地球,使得旅行者1号能够继续向NASA传输数据约两到三年。

旅行者1号预计将在大约300年内抵达理论中的奥尔特云,并得花上三万年才能完全通过。尽管它在四万年内不会走向任何一颗特定的恒星,但它将会以1.6光年内的距离通过目前在鹿豹座中的恒星格利泽445。

旅行者1号上携带了一张铜质磁盘唱片,内容包括用55种人类语言录制的问候语和各类音乐,旨在向“外星人”表达人类的问候。唱片有12英寸厚,镀金表面,内藏留声机针。55种人类语言中包括了古代美索不达米亚阿卡得语等非常冷僻的语言,以及四种中国的语言(普通话、粤语、闽南语、吴语)。问候语为:“行星地球的孩子(向你们)问好”。

旅行者2号被认为是从地球发射的航天器中最多产的一艘航天器,皆因在美国宇航局对其后的伽利略号和卡西尼-惠更斯号等的计划上收紧花费之下,它仍能以强大的摄影机及大量的科学仪器造访四颗气态巨行星(木星、土星、天王星、海王星)及其卫星。

旅行者2号在1979年7月9日最接近木星,虽然天文学家透过望远镜研究了这个行星好几个世纪,但旅行者2号的发现仍然为科学家们带来惊讶。例如木星大气层上著名的大红斑风暴被发现了是一个以逆时针方向转动的复杂风暴系统,同时亦发现了一些细小的风暴和旋涡。

旅行者2号在1981年8月25日最接近土星。掠过土星后,船上的拍摄平台有点卡住了,使前往天王星和海王星的任务产生变数。幸好,地面的工作人员最终把问题解决,那是因为过度使用而令润滑油暂时耗尽。最终航天器仍是接到继续前进的指令,前往天王星。

旅行者2号在1989年8月25日最接近海王星。经过旅行者2号造访海王星后,冥王星是当时唯一一个仍然未被任何从地球飞来的航天器造访过的行星。但后来在国际天文学会重新定义行星后,冥王星被降级为一颗矮行星。因此,旅行者2号在1989年飞掠过海王星后,使太阳系中所有行星都至少被人造航天器探访过一次。

一般认为它们在大约2020年之前,仍然可提供足够的电力令航天器能够继续与地球联系。钚核电池能够保证旅行者号上搭载的科学仪器继续工作至2025年。2036年,讯号传输的电力将消耗殆尽。一旦电池耗尽,“旅行者1号”仍将继续向银河系中心前进,但不会再向地球发回数据。

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