45年后的今天旅行者探测器仍在飞行 7万年后到达比邻星

发布者：大夏真兴 2023-11-1 18:30

假如有一天人类从地球上消失，地球化为一片废墟，高楼大厦也被大自然逐渐吞噬，是否还会有什么能够留存并证明曾经存在过辉煌的人类文明？这个答案或许不在地球上，而在距离人类数十亿公里之外的太空深处。探讨旅行者一号和旅行者二号两艘航天探测器，它们是人类文明留在宇宙中的痕迹。

一、加里·弗兰德罗的发现

旅行者探测器的故事始于1965年，当时美国宇航局（NASA）的工程师加里·弗兰德罗兼职在加利福尼亚州美国宇航局的喷气推进实验室。那时，美国急切地希望探索外太阳系，尤其是木星、土星和海王星等遥远的行星。弗兰德罗的任务是寻找一种高效的方法，使探测器能够迅速抵达这些目的地。

为了解决这个难题，弗兰德罗使用了一种非常精巧的工具——铅笔。他绘制了这些目标行星的运动轨迹，以寻找最佳的机会。他的发现令人惊讶：在20世纪70年代末至80年代初，这些行星将形成一种特殊的排列，就像项链上的珠子一样与地球相连。

这种排列不常见，上一次出现这种机会已经是一个世纪前。但它的重要性不仅在于美丽的视觉效果，更重要的是，这种排列可以为探测器提供引力助推。当探测器经过这些行星时，它们会被行星的引力所吸引，从而获得额外的动能。这类似于一个人旋转并接住一个链球，然后再次抛出链球。这样，链球的速度会增加，而人的速度会减小。虽然探测器的质量相对较小，失去的能量可以忽略不计，但这种方法可以显著减少探测器到达目的地所需的时间。

二、旅行者的诞生

由于这种机会每176年才出现一次，NASA决定在20世纪70年代中期抓住这个难得的机会，设计并发射了旅行者一号和旅行者二号。这两艘探测器几乎完全相同，唯一的区别是旅行者二号的速度略慢，使其能够保持在黄道面上。

旅行者一号和旅行者二号于1977年夏季相继发射，至今已在太空中漂泊了整整45年。事实上，它们的主要任务早在1990年就已完成。旅行者一号第一次让科学家近距离观察了木星，并在木卫一上首次发现了火山活动。这是之前的“先驱者”10号和11号等探测器从未见过的。在此之前，科学家们认为这些行星看起来就像月球一样死寂，布满陨石坑，但实际上它们异常活跃。

1986年，旅行者二号成为历史上第一艘飞掠天王星的探测器，并在三年后飞掠海王星。直到今天，它仍然保持着飞行的记录，没有其他探测器能够到达如此遥远的距离。

三、旅行者的持久之旅

旅行者探测器最初的设计寿命仅为四年，但它们远远超出了这一预期。大多数人造卫星使用太阳能电池板来为自己提供能量，但旅行者离太阳已经有233亿公里，无法获得足够的太阳能。然而，旅行者继续飞行的秘诀在于其核能源：同位素电池。这些电池使用放射性同位素的裂变反应产生能量，这些同位素具有相对较长的半衰期，可以提供至少60年的能源。

虽然在执行任务时，同位素电池的能量也在逐渐减弱，但旅行者目前仍保持着最基本的飞行和通信功能。然而，由于其距离地球已经达到224亿公里，因此传回的信号非常微弱，需要建立全球范围的深空探测网，以确保与地球的持续通信。