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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

9月9日 相思宫投稿
  如果有一天人类消失了,地球在灾难中变得千疮百孔,高楼大厦被自然逐渐磨成碎石,宇宙中是否有什么东西能证明辉煌的人类文明曾经存在过?
  答案是有的,只不过它并不在地球上,而是在距离人类几百亿公里远的外太空:正在流浪的旅行者一号和二号,其中旅行者一号的距离最远,已经达到了224亿公里外,它们正朝着太阳系边界前进,这是一趟前往宇宙深处的单程票。1965年
  一个名叫加里。弗兰德罗的人在加利福尼亚州美国宇航局的喷气推进实验室兼职,彼时美国迫切的希望探索外太阳系,将探测器送往木星,甚至是土星或海王星,而弗兰德罗的任务就是找到效率最高的方法让探测器到达目的地。
  他使用了一个非常精密的工具:铅笔,绘制了这几颗目标行星的运动轨迹,他惊奇地发现,在本世纪70年代末至80年代初,这四颗行星会形成特殊的排列,和地球在一起就像一个天体项链。
  这种现象并不常见,上一次形成这种特殊排列时,已经是在百年前,它的意义不仅在于看起来好看,更在于它能够为探测器提供引力助推,探测器在经过这些行星时,会被行星的引力捕获,这时行星就会将自己的动能传递给探测器。
  而探测器获得动能加速度以后,又会逃离行星,这就像你在旋转时,接住了别人抛来的一个链球,你继续带着链球旋转并把它再次抛出去,这时链球的速度就会加快,而你的速度就会变慢,只不过探测器的质量相对于行星来说,损失的动能可以忽略不计。
  这种方法不用太大代价,就可以使航天器不断获得提速,四个行星就可以获得重复引力助推不断加速,经过弗兰德罗计算,探测器在获得四次引力助推后,到达海王星所需要的飞行时间可以从30年缩短到12年。
  上面我们说过,这种现象并不常见,每176年才会发生一次,这就意味着美国宇航局必须抓住契机,在20世纪70年代中期发射一颗探测器,NASA也出手果断,决定利用这个百年难遇的机会,设计了旅行者姊妹探测器:一号和二号。
  两者可以说一模一样,唯一不同的是旅行者二号的速度稍慢一些,使它可以保持在黄道面上。
  旅行者一号和二号在1977年的夏天相继发射,至今已在太空中漂泊了45年,事实上它的任务早在1990年就已经圆满完成了。
  旅行者第一次让科学家看到了木星的近距离影像,并且在木卫一上首次发现了火山活动,这是之前的先驱者十号和十一号都没有发现的,在此之前,科学家一直以为这些星球看起来会和月球一样死气沉沉,布满陨石坑,实际上它们非常活跃。
  1986年,旅行者二号成为历史上第一个飞掠天王星的探测器,在三年后又飞掠了海王星,时至今日它仍保持着旅行的记录,在它之后再也没有探测器到达过这么远的距离。
  旅行者最初的设计寿命只有四年,现在来看可以说是超额完成任务了,大多数的人造卫星多用太阳能电池板来为自己提供能量,而旅行者距离太阳已经有233亿公里,早已接收不到能维持自己的太阳光。
  之所以还能继续飞行,全仰仗于它的核能心脏:同位素电池,放射性的同位素会产生裂变反应,释放大量的能量,并且这些元素的半衰期都比较长,理论寿命至少在60年以上。
  不过在执行任务时,同位素电池就已经耗费了大量能量,所以为了更长久地保持旅行者和地球的联络,目前只开启了最基本的飞行和联系功能,尽管如此,旅行者传回的信号依然十分微弱,这就需要在地球接收方面也加大努力。
  NASA建立了分布在全球三个地方的深空探测网,它们能够在旋转时与旅行者进行不间断的通信,保证地球自转时也不会有通信盲区。
  不过,即便建立了最佳的接收设备网,但224亿公里仍然是一个遥不可及的距离,导致两者的通信信号时强时弱,大约在2025年时,旅行者就会与地球彻底失联。
  但旅行者在未来仍然有着重大的意义,因为它上面携带了人类的基本信息,并且标注了太阳系的位置,其中的黄金唱片机在10亿年后仍可以完好无损地播放,里面包含了人类用各种语言录制的问候语以及经典音乐。
  大约在7万年后,旅行者一号会到达太阳最近的邻居:半人马座比邻星,在掠过它之后继续向银河系中心前进。
  也许它永远不会被外星人捕获,但它始终承载着人类的美好期望,总有一天人类会制造出更先进的宇宙探测器,延续旅行者的探索之旅。
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