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“旅行者号”探测器的三十五年漫长旅程

 
自从35年前,我们对太阳系的看法就永远地改变了。

在1977年9月5日发射的旅行者1号开创了行星探索的黄金新纪元。同它的姊妹探测器旅行者2号,这两个航天器获得了太阳系以外的其它行星的第一幅清晰的图像,发现了壮观的行星环,旋转状大气的形成过程,和其小卫星上的火山喷发。旅行者2号实际上比旅行者1号稍早一些即在当年的8月20日就发射了,但是却因采用了一个更长的轨道而在旅行者1号之后才到达木星和土星。

旅行者号探测器实际上是被提议的“大行星之旅”这个计划的一个微型版。这个计划在太阳系外采用的是一种罕见的直线型路线以使得探测器从一个行星飞到另外一个行星耗费最少的能量。在最初的计划中,有四个航天器将会造访所有的有大气层的巨星,甚至还包括小小的冥王星(那个时候其仍是行星)。但是由于缺少从尼克松总统和国会那儿的相应的预算支助,这个雄心勃勃的计划最终被迫取消了。

从1977年开始,行星的组态每177年才会重新出现一次,NASA的工程师们决定推进一项新的计划----旅行者探索计划,该计划中两个相同的机器人会造访木星和土星,如果可能的话还会造访天王星和海王星。旅行者1号最后遭遇到了更近的土卫六,受其影响而飞出了太阳系,只有旅行者2号成功的造访了之后的几颗行星。

我们感到幸运的是两个探测器都尽了它们最大的努力飞到了更远的地方,除了最近的伽利略和卡西尼探测器,从该计划中得到的数据都是空前的。旅行者1号和2号都仍在运行,它们成为了有史以来距离地球最远的人造物之一(旅行者1号到目前为止已距太阳110亿英里之遥),二者仍有足够的燃料能持续到2025年。

下面我们就来看一看这些不可思议的探测器在它们通过我们的太阳系飞行中获得最好的图片和一些发现。

木星表面的大红斑

这张照片是旅行者1号于1979年拍摄的,内容是木星大气层里的一场长达几个世纪的风暴。木星表面的大红斑大到可以吞没整个地球,它是一个巨大的持久的气旋,在你家的后院用望远镜都能看到。

木星光环

木星上巨大的光环是这张照片的显著特征,这是通过橙色和紫色的滤光片拍摄的以便突出对比。最初是被旅行者号探测器拍摄到的,这四个光环主要是由五处的粉尘组成,光环是在距木星大约60000到140000英里的地方依次铺开的。

木卫一上的火山

旅行者号探测器给了天文学家们对木星的卫星一个距离最近的视角。飞行器在木卫一上发现了异常活跃的火山岩,这些火山岩都是由于木星引力场而产生的经常性的地壳拉伸或是挤压造成的。上面的照片显示了木卫一的洛基火山口大量的火山灰,大量的火山岩附在活跃的熔岩坑周边。

下面的照片显示的是木卫三,它是太阳系中最大的卫星,其上有着被夷平的火山口,明亮的光线和如同冰一般年轻而洁净的表面。再下面的那张照片显示的是木卫二表面上狭长的裂缝,这预示着可能存在的较深的地下海洋,这是在太阳系中寻找生命的一个可选地点。

土星的影子

旅行者1号在经过3年的高速飞行后到达了土星,拍下来诸多不可思议的照片,比如说这个存在大气的大家伙上非常有名的环状系统。当这个飞行器离开土星飞向太阳系外时拍下了这一幕。

土星及其卫星

土星的两个小卫星可以在这张令人印象深刻的照片中看到,它们同土星的环在一起。土卫三(上图)和土卫四大部分是由水冰组成。土星最大的卫星,土卫六,可以在下面的照片中看到,其表面被由甲烷和乙烷组成的浓密的橙色云所覆盖。

土星环

充满假色的画面(上图)显示了在明亮的色调中的土星c环和b环。高分辨率的照片(下图)也显示了黑色的尖刺状的辐条环绕着环形的结构。天文学家们猜想土星的电磁场在某种程度上与这些环相互作用产生了这些辐条,但是但是它们到底是怎样产生的仍然是一个谜。

土星大气层

这个画面来自于旅行者2号,其结合了紫外光,紫光和绿光的滤镜来显示出土星大气层的特色。这与旅行者1号一年前经过时的大气层不一样,说明了这个星球上发生着季节性的变化。

告别天王星

在上图可以看到天王星碧绿色的新月,这是旅行者2号在1986年临别时天王星时拍下的。这个飞行器,是唯一一个同时探测过天王星和海王星的探测器,它发现了大量的行星的卫星,并提供了其对令人印象深刻的环系统(下图)的特写。

 

天王星的卫星

上面的照片显示了天王星最大的卫星,天卫三。天卫三表面到处是被撞击的疤痕,它是一个冷灰色的世界,诸多的峡谷和陡坡也是其一大特色。另一个拥有混杂表面的卫星,天卫五,见下图。以徽章般而闻名的丰富的地质特色表明了其在过去活跃的地质运动。

海王星全景

旅行者2号是唯一一个访问过遥远的海王星的飞行器,其于1989年到达了我们太阳系中最远的一颗行星。这幅全景图(上图)显示了这个星球上的大暗斑,它实际上就是海王星甲烷云里的一个洞,周期性地消失和出现。下图是对这个结构的近距离观察,如羽毛般的白云在其边缘飘荡。

海卫一的表面

巨大的镶嵌状精致地显示了这个海王星最大的卫星表面的情况。其表面是太阳系中最冷的地方,温度达到了零下391华氏度。它的表面充满了氮冰,尽管也有一些浅桃色的甲烷冰。

太阳系

在1990年,NASA的工程师们让旅行者1号转弯,面向太阳系拍下了离别太阳系时的一幕。拼接了若干照片,画面显示了从太阳系外看太阳系的唯一的影像。行星们看起来就像是一个小点,地球和金星看起来比一个象素还要小,苍白,蓝色的地球是那么随意的出现在太阳光下。

旅行者1号和2号继续在太阳系外进行着它们的高速之旅。在2003年,旅行者1号报道其正在通过太阳风鞘,在那里能够感知到受太阳影响的最后痕迹。在2010年,飞行器报告其正在进入太阳风层顶,那里宇宙电流已经强过了太阳风,而且其正在向更远的深空进发,有望在2014年产生第一个有关星际空间的数据。

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