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穿行宇宙 40 年!人类最远的探测器即将迎来最后

编辑:华体会体育-app官网下载时间:2022-08-06 12:30点击量:66

  在太阳系中飞行了 40 多年旅行者 1、2 号探测器已经。今如,出了日球层它们已经飞,星际空间的人造物体成为仅有的两个进入。能衰竭随着电,闭 旅行者 号的仪器研究人员不得不逐步关,0 年代结束这项任务并计划在本世纪 3。时起从那,球失去联系它们将与地,的星际流浪开启无尽。

  有排列成行如果星星没,天器就永远不会起飞有史以来最卓越的航。最大的四颗行星(木星、土星、天王星、海王星)这里所提到的星星实际上都是行星——太阳系中。0 年前大约 6,形成了特殊的排列这四颗行星慢慢,况还是在 19 世纪初而上一次出现这样的情,efferson)担任美国总统的时候托马斯 · 杰斐逊(Thomas J。段时间里在很长一,列几乎没有引起关注这种罕见的行星排。的人是一名航空学博士生第一个注意到这个现象,Gary Flandro)名叫加里 · 弗兰德罗(,美国加州理工学院那时他正就读于。

  5 年196,颗人造卫星 斯普特尼克 1 号(Sputnik 1)太空探索的时代刚刚开始——苏联在 8 年前发射了第一。局(NASA)喷气推进实验室(JPL)兼职当时弗兰德罗正在加利福尼亚州美国航空航天,到最有效的方法他的任务是找,器送往木星将太空探测,的话可能,、天王星或海王星甚至是送往土星。——铅笔——绘制了这几颗巨行星的运动轨迹他用 20 世纪工程师最喜欢的精密工具, 世纪 70 年代末 80 年代初并发现了一件奇妙的事情:在 20,一样串成一条天体项链这四颗行星将会像珍珠,成一条长弧线与地球一起形。

  合意味着这个巧,每颗巨行星时航天器在经过,引力中获得提速都能从巨行星的。形绳索在最后一秒断裂了这就好比牵引探测器的无,甩向前方将探测器。德罗计算经弗兰,重复引力助推这种所谓的,行时间从 30 年缩短至 12 年可以把探测器在地球和海王星之间的飞。这一点要实现,住契机必须抓, 176 年才发生一次因为这种行星联珠现象每。发生时到达目标行星为了在 四星联珠 ,70 年代中期发射一个探测器科学家必须在 20 世纪 。

  然显,这个百年难遇的机会NASA 想要利用,ager 1)和 旅行者 2 号(Voyager2)因此他们设计了两个航天器—— 旅行者 1 号(Voy。器一模一样这两个航天,的 15 天内相继发射在 1977 年夏天。经飞行了近 45 年旅行者 号在太空中已,在运行目前仍,星还远的地方向地球传回数据每天从比太阳系最遥远的行。华体会体育他航天器都飞得更远它们比历史上任何其,间更长工作时。且而,日球范围的理解根据科学家对,了银河系的星际空间旅行者 号已经进入。那里的人造物体它们是首批到达,年内继续保持此殊荣并将在未来的几十。初最,划只持续 4 年旅行者 号任务计,点而言就这,录还算不错现有的纪。

  前的早期探索中在 40 年,近距离看到了木星和土星的卫星旅行者 号让研究人员第一次,火山和冰原裂缝这些卫星上有活,惊讶不已这让他们。星会像月球一样毫无生气天文学家原本以为这些卫,布陨击坑表面遍。6 年198,一个飞掠天王星的航天器旅行者 2 号成为第;年后3 ,了海王星它又飞过。前为止到目,这种旅行的航天器它是唯一一个完成。在现,号已距离地球超过 193 亿千米作为星际探测器先锋的 旅行者 ,意外发现让理论天文学家既兴奋又困惑它们在未知星际空间中获得的一系列。

  而然,彩旅程终将结束旅行者 号的精。年开始从今,旅行者 号的一些系统NASA 计划关闭 ,的能量储备以维持剩余,延长至 2030 年左右将它们那史无前例的旅程。者 号项目工作的科学家来说对于那些从一开始就为 旅行,乐参半的时刻这是一个苦。的项目现在就要结束了这项远远超过他们预期。

  作了 44 年半我们为这个项目工,长到了原计划的 10 倍相当于将航天器的保修期延。理学家拉尔夫 · 麦克纳特(RalphMcNutt)说美国约翰 · 霍普金斯大学应用物理实验室(APL)的物。间都在研究 旅行者 号他职业生涯的大部分时。

  在现,测器离地球非常遥远两个 旅行者 号探,时才能追上 旅行者 1 号以光速传播的单向无线 个小,追上 旅行者 2 号18 多个小时才能。 3~4 光秒的距离每天它们都会再飞行。空探测网(DeepSpace Network)旅行者 号与地球的唯一联系是 NASA 的深,个跟踪综合体构成的网络这是由分布在全球的三,天器进行不间断的通信能够在地球旋转时与航。和时间上离我们越来越远随着 旅行者 号在空间,也越来越微弱它们的信号。格尔(GlenNagle)说: 地球是一个嘈杂的地方澳大利亚堪培拉的深空探测网外联和通讯经理格伦 · 内,机 都会产生噪音收音机、电视、手。此因,‘旅行者’号的微弱信号了我们越来越难接收到来自。

  3 年199,空间边界的距离格尼特对星际,liopause)的距离即所谓的日球层顶(he,了计算进行,16~177 个天文单位(AU并将日球层顶的距离设定为 1,到太阳的平均距离1AU 是指地球,5 亿千米)相当于 1.,来的 25 倍大约增加到原。说他,得到同行的认同这些估算并没有。993 年截至 1,里程已达到 50AU旅行者 1 号的飞行。我们 120AU如果日球层顶距离,还要再飞行 70AU这意味着‘旅行者’号。的估算正确如果格尼特,3.5AU/ 年的前进速度那么以 旅行者 号大约 ,0 年内至少 2,不会离开日球层旅行者 号仍然。

  支持 旅行者 号任务?对这项任务的资助已得到延长这个预测带来了令人担忧的问题:美国国会能否长期,在约 50AU 处科学家期望任务结束,越日球层顶的时候即 旅行者 号穿。是但, 50AU 的里程碑旅行者 号早已飞过了,期中的星际空间边界却没有发现任何预。增强的银河系宇宙线——高能粒子像弹片一样天文学家曾设想 旅行者 号会探测到突然,其它深空大爆炸过程中喷射出来以接近光速的速度从超新星或。n)会使大部分低能宇宙线在到达太阳系内部之前发生偏转由日球层形成的巨大磁茧(magneticcocoo。了至少 75% 的外部宇宙线斯通说: 太阳磁茧为我们屏蔽。

  探测器记录到主导磁场转变的迹象旅行者 号的地面团队也在等待。恒星和巨大的电离气体云产生的科学家认为星际磁场是由附近的,层的磁场方向不同它很可能与日球。还没有检测到这种变化但是 旅行者 号至今。

   年 11 月在 2018,号到达星际边界时当 旅行者 2 ,到磁场的变化它也未能探测。到了日球层顶——与 6 年前 旅行者 1 号所记录的日球层顶距离相同而且这台航天器又提出了另一个难题:它在距离地球 120AU 的地方遇。模型的预测都不相符这一结果与任何理论,太阳的 11 年周期同步膨胀或收缩所有理论模型都认为日球层顶应该与。一期间在这,起伏不定太阳风。2 号到达时当 旅行者 ,于顶峰时期太阳风正处,型是正确的如果理论模,推到比 120AU 更远的地方那么太阳风应该将日球层顶向外。理论物理学家都没有想到的克里米吉斯说: 这是所有,者’号的发现来看我认为从‘旅行,仍存在不足理论模型。

  比不上它们的硬件寿命有些东西的使用寿命,答录机、录像机和硬币等最后变成了收藏品——。号则不然旅行者 ,0 年前的技术它们使用 5,设计寿命的任务完成了远远超过。的软件数量少得可怜‘旅行者’号仪器上,计算机微处理器当时根本不存在!吉斯说克里米。千上万行的代码来帮助操作航天器旅行者 号的设计者不可能用成。: 总的来说克里米吉斯说,务之所以能持续这么久我认为‘旅行者’号任,西都是由硬件连接的是因为几乎所有的东。道如何做到这一点如今的工程师不知。像‘旅行者’号一样简洁的航天器我不知道现在是否有可能建造出。概会是最后一个‘旅行者’号大。

  测器说再见并不容易与这些开拓性的探。看到任务结束我们都不想,斯说卡明,已经取得了相当惊人的成就但是‘旅行者’号探测器。到达日球层顶的我们本不可能,经做到了但如今已。

  的仪器现在还剩下 5 个旅行者 2 号上正常运转,号还剩 4 个旅行者 1 。一个装置提供电力所有这些仪器都由,衰变产生的热量转化为电能这个装置可以把钚放射性。年减少约 4 瓦但随着输出功率每,不采用了分流模式NASA 不得。年前两,闭了宇宙线探测器的加热器旅行者 号任务的工程师关,日球层顶的关键设备该探测器是确定穿过。已经到达了日球层顶既然 旅行者 号,个仪器会停止运转所有人都以为这。

  下降了约 60~70 ℃施皮尔克说: 这里的温度,器的设计运作极限远远超出了任何仪,却一直在正常工作而宇宙线探测器,不可思议啊这是多么的。

  很可能是磁力计和等离子体科学仪器旅行者 号最后停止运行的两个仪器。船的船体内它们装在飞,热量为它们保温计算机发出的。3 米长的玻璃纤维吊杆上其他仪器都悬挂在一个 1。加热器关闭后多德说:当,得非常非常冰冷所有仪器都会变。

  于完全静默的状态之后即使 旅行者 号处,旅程仍将继续它们的飞行。0 年之后16 70,过离我们最近的恒星旅行者 1 号将经,座比邻星半人马。00 年之后再过 36,号将紧随其后旅行者 2 。后然,银河系中绕行数百万年旅行者 号将继续在。地球了—— 旅行者 号仍然会几乎完好无损地在银河系中环游即使将来我们的太阳坍塌、日球层不复存在——更不用提我们的。许也,某个时刻在未来的,地传出最后一条信息旅行者 号会成功。由无线电传输的这条信息不会是,被接收到如果能,定不是人类那接收者一。

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