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旅行者已经是半个世纪前的老古董了,为什么不造个新探测器替代?

旅行者的各项数据假如放到现在的话,随便找个老人机的性能都可以秒杀它,当然指得是它的通讯速度和芯片计算能力,比如各项探测设备是手机所不具备的,但无论如何,现代电子设备的发展迭代非常迅速,1977年的产物,无论如何都是古董级别了,为什么就没有人想过发射一个新的和旅行者任务类似的探测器呢?

旅行者探测器的装备与性能

旅行者一号是NASA在1977年9月5日发射的探测器,总质量825.5千克,它是有史以来飞得最远的探测器,到现在为止距离地球约148天文单位,二号则距离稍近一些,但也有122天文单位,是距离地球第二远的人造物体了。

旅行者系列是NASA的喷气推进实验室所制造,使用的是三轴稳定陀螺仪,推进器的燃料是连氨,总共设备大约有如下:

通讯天线:直径3.7米的抛物面天线(应该是当时所有探测器天线中最大口径的),通讯频率则是2.3和8.4GHz(下行),上行是2.1GHZ,别看这个频段带宽很大,但现在路途遥远,通讯速度连1Kbyte都无法保证

磁带记录器存储空间:64千字节即64KB,大约是1M的1/20多点,我们人手数个的U盘大约是8-16G,1G=1024M。

电池是三个氧化钚同位素核电池,提供大约470W电力,但到现在为止由于半衰期的原因,产生的电力已经难以维持,据NASA工程师估计,极限能维持到2025年!

旅行者机载电脑:也许还不能称之为电脑,只能叫做机载数据处理系统,单片机8086的芯片比它性能好不要太多。

以上是我们比较熟悉的几个设备的性能,其它的比如相机系统也非常古老,和海盗号探测器类似,但它们留下的行星标准照曾经是一代人的记忆,当然现在的土星和木星照就丰富多彩了,因为卡西尼(土星)和朱诺(木星)以前所未有的分辨率拍摄了难以计数的两颗行星照片,只要你愿意,你可以去NASA的网站上下到硬盘塞不下为止!

为什么不制造一个更先进的探测器?

其实已经造了,而且已经于2006年1月29日出发,直接在地球轨道上即达到了太阳系逃逸速度,经过在2007年2月28日木星的引力弹弓加速,在2015年7月14日飞掠了冥王星,近距离得到了冥王星的大量资料。在2019年1月1日飞掠了小行星486958,也就是大家俗称的天涯海角!

当前新视野号并没有探测新的目标,因为所获取的资料大约需要18个月才能完全传输回地球,因为新视野号是直达冥王星的“快车”,而且新视野号搭载的联氨燃料有限,对于距离这个轨道比较远的天体难以探测,因此在飞掠探测小行星486958后暂时还没有新的天体探测任务。

但新视野号的的寿命将会延续到2038年,到那时探测器的信号可能再难以获取,它的后续任务是观测太阳风的极限范围,相信新视野号的观测会比旅行者号更精确!新视野号正朝着人马座方向前进,这个方向是最终的目的地是银心!

类似旅行者号对于太阳系外的探测,也许新视野号会是绝唱了,未来更多可能是对于柯伊伯带的观测,但这有一个比较严重的问题,因为无论是冥王星还是类冥天体,它们的质量都不够大,因此远道而来的探测器速度太高,难以被这些天体捕获进入轨道,因此需要大量的燃料来减速才能成为环绕探测器,新视野号选择飞掠就是这个原因!

另一个因素是对于100天文单位外,探测器的成本高(新视野号5.5亿美元),收益低,因为此处的太阳系范围极大,可探测目标轨道连续设计非常困难,一旦改变需要大量的燃料来更改轨道,而且周期极长,比如冥王星探测,新视野号从出发到到达冥王星没有任何耽搁,但也横跨9.5年,而这是不计成本的直接加速到达冥王星,如果经过多颗行星的引力弹弓轨道,那么很抱歉,超过15年完全有可能。

最后一个因素是未来的探测会放在木卫和土卫上,以及彗星类天体,这些目标成本相对较低,而且对于太阳系最有可能存在生命的木卫和土卫上科学家兴趣极大,因此我们可以确信未来的热门探测地是这些天体,各位无需再考虑太阳系外,在推进速度提升之前大谈探测毫无意义!

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