天文科学

生日快乐!旅行者 2 号 45 岁了!距离人类最遥远的双探测器,它们的故事还在继续

1977 年发射的双旅行者号探测器是 NASA 运行时间最长的探测器,也是迄今唯二穿越太阳圈并进入星际介质的宇宙飞船。

NASA 的两个旅行者号探测器在某种程度上已经成为了它们那个时代的时间胶囊:每一个探测器都携带一个用于记录数据的八声道磁带播放机,它们的内存比现代手机小约 300 万倍,传输数据的速度比 5G 网络慢约 3.8 万倍。

尽管如此,旅行者号仍然走在太空探索的前沿。由 NASA 位于南加州的喷气推进实验室管理和操作,历经 45 年的太空漫游,它们是迄今为止距离地球最远的探测器,甚至探索到了星际空间——我们的太阳和它的行星穿过的银河海洋。

太阳和其他行星位于日球层中,日球层是由太阳磁场和太阳风(来自太阳的带电粒子)向外流动而形成的一个保护泡。研究人员(其中一些人比这两艘遥远的宇宙飞船还年轻)正在把旅行者号的观测结果与最新任务的数据结合起来,为了更完整地了解我们的太阳以及日球层与星际空间之间的相互作用。

“太阳物理学任务舰队提供了宝贵的见解帮助我们了解我们的太阳,从了解日冕或最外层太阳大气层的一部分,来研究太阳对整个太阳系的影响,包括地球,以及更遥远星际空间,”尼古拉·福克斯说, 他是 NASA 总部太阳物理学部门的主任。“在过去的 45 年里,旅行者号执行的任务在提供这些知识方面是不可或缺的,并帮助改变了我们对太阳及其影响的理解,这是其他航天器无法做到的。”

Voyager 模拟试图,动态互动来自:https://eyes.nasa.gov/apps/orrery/#/sc_voyager_1

Voyager 模拟视图

Voyager 模拟视图

Voyager 模拟视图

动态互动来自:NASA/JPL Eyes

旅行者号也是大使,它们各自携带着一张金唱片,里面有地球上生命的图像、基本科学原理的图表,以及包括自然声音、多种语言的问候和音乐的音频。对于任何可能遇到太空探测器的生物来说,这些镀金的唱片就像是宇宙中的“漂流瓶”。按照黄金在太空中衰变和被宇宙辐射侵蚀的速度,这些记录将存在 10 亿年以上。

长路漫漫,星河为伴

旅行者 2 号于 1977 年 8 月 20 日发射,随后它的兄弟旅行者 1 号又于 9 月 5 日发射。两个探测器都到达了木星和土星,旅行者 1 号移动得更快,最先到达。这两个探测器一起揭开了太阳系两颗最大的行星及其卫星的许多奥秘。旅行者 2 号也成为第一个也是唯一一个飞越天王星( 1986 年)和海王星( 1989 年)的航天器,为人类提供了关于这些遥远世界的非凡视角和资讯。

旅行者1号和2号自1977年发射以来已经取得了很多成就。这张信息图突出了该任务的主要里程碑,包括访问四颗外行星和离开日球层,即太阳产生的磁场和粒子的保护泡。

旅行者 1 号和 2 号自 1977 年发射以来已经取得了很多成就。这张信息图突出了该任务的主要里程碑,包括访问四颗外行星和离开日球层,即太阳产生的磁场和粒子的保护泡。

当旅行者 2 号进行这些飞越时,旅行者 1 号向日球层的边界飞去。旅行者 1 号在 2012 年离开太阳圈时发现,太阳圈阻挡了 70% 的宇宙射线,即恒星爆炸产生的高能粒子。旅行者 2 号在完成行星探索后,继续前往日层边界,于 2018 年飞离。这对孪生飞船从这个区域收集到的数据对之前关于日球层确切形状的理论提出了挑战。

“如今,随着两艘旅行者号探索星际空间,它们为人类提供了对未知领域的观测,”旅行者号在喷气推进实验室的副项目科学家琳达·斯皮尔克( Linda Spilker )说到。“这是我们第一次能够直接研究一颗恒星,我们的太阳,如何与我们的日光层外的粒子和磁场相互作用,帮助科学家了解恒星之间的局部邻里关系,颠覆了有关该区域的一些理论,并为未来的任务提供了关键信息。”

旅行者二号发射视频

老骥伏枥,志在千里

多年来,旅行者号团队已经习惯了克服操作这样成熟的航天器所带来的各种挑战,有时会求助于退休同事的专业知识,或翻查几十年前写的文件。

每艘旅行者号都由一个含有钚的放射性同位素热电发生器提供动力,该热电发生器释放的热量可以转化为电能。随着钚衰变,热量输出减少,旅行者号失去电力。为了弥补这一问题,该团队关闭了所有非必要的系统和一些曾经被认为是必要的系统,包括保护仍在运行的仪器免受太空低温影响的加热器。自 2019 年以来关闭了加热器的所有 5 台仪器仍在工作,尽管它们的温度远低于有史以来测试的最低温度。

最近,旅行者 1 号开始遇到一个问题,导致其中一个机载系统的状态信息变得混乱。尽管如此,系统和航天器在其他方面继续正常运行,这表明问题出在状态数据的产生上,而不是系统本身。探测器仍在发回科学观测数据,而工程团队正试图解决问题或找到解决办法。

旅行者号在喷气推进实验室的项目经理苏珊娜·多德( Suzanne Dodd )说:“旅行者号继续取得惊人的发现,激励了新一代的科学家和工程师。我们不知道这项任务将持续多长时间,但我们可以肯定的是,航天器在远离地球的过程中会带来更多的科学惊喜。”


参考文献:

[1]Voyager, NASA’s Longest-Lived Mission, Logs 45 Years in Space | NASA

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1 Comment

  1. 旅行者号的意义在于,如果有一天人类真的走向了末日,至少有东西证明我们曾来过。

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