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人类文明的信使——旅行者1号探测器

1990年2月14日,柯伊伯带,人类制造的最远的飞行器最后一次使用它的相机,为太阳系拍了一幅全家福。其中最著名的一张被称为“暗淡蓝点”,是从60亿公里外看到的地球。

暗淡蓝点

这就是旅行者1号探测器,地球的“信使”,有史以来到达最远的人类探测器。截止到2019年10月23日,它已经距离太阳211亿公里。

旅行者1号

时间转回到1977年9月5日,高耸入云的泰坦3号E半人马座火箭矗立在佛罗里达州的卡纳维拉尔角发射基地,旅行者1号就安放在这座火箭里。

旅行者1号升空照片

以人类当时的技术,想要探测外太阳系的大行星乃至飞出太阳系,仅靠化学燃料的火箭是远远不够的。因此旅行者1号采用了当时还是新技术的引力弹弓加速,分别利用木星和土星的引力,使自己获得了足够的动能来飞离太阳系。而此时,正值176年才会遇到一次的行星特殊排列,木星、土星、天王星和海王星同时处在太阳系的同一侧,探测器仅需要12年的时间就能造访外太阳系的四颗气态巨行星,而无需一般情况下的30年的时间。因此NASA决定发射两颗探测器来探索这四颗气态巨行星,这就是旅行者1号和旅行者2号的最初任务。

旅行者1号预定轨道

首先发射的其实是旅行者2号,旅行者二号发射于稍早的8月20号,但是旅行者1号使用的轨道速度更快,因此很快超越了旅行者2号,于1979年1月到达了木星附近。

木星

从1979年1月开始,旅行者1号就对木星进行拍摄。3月5日距离木星最近时仅34万公里。探测器在长达48小时的近距离飞行中,对木星拍摄了大量照片,并且对木星的卫星、环、磁场以及辐射环境做了深入了解,揭示了木星很多未曾发现的秘密。

木星大红斑

探测器发现,木星实际上是有光环的,木星环宽约9000公里,厚度约30公里,外边缘距离木星表面约57000公里,由直径几十米到几百米的黑色碎石组成。因其反光能力弱,之前一直没有在望远镜中被发现。

另一个新发现是旅行者1号发现了木卫一的火山活动。1979年3月4日探测器拍摄到了木卫一上火山喷发出的巨大浓烟。木卫一上的火山以约420米/称的速度喷射气体和固体物质,喷射高度达到500千米左右,烟尘内的温度约是150~330℃。根据发现的情况分析,可以认为木卫一是太阳系中活火山最活跃的天体。

木卫一的火山活动

利用木星引力加速后的旅行者1号离开木星,朝着土星进发。于1980年11月掠过土星,在11月12日达到最近距离,距离土星大气层顶端仅124000公里。旅行者1号探测到了土星环的复杂结构,并且发现了土卫六上的浓密大气层。

土星

在发现了土卫六上浓厚的大气层之后,为了进一步探测土卫六,JPL的控制人员决定改变旅行者1号的轨道,使其抵近土卫六以进行研究。但是受到土卫六引力的影响,其轨道已经严重偏离黄道面,无法再造访天王星和海王星了。于是NASA终止了其探访另外两颗气态巨行星的任务,改为星际探索任务,旅行者一号将离开太阳系,向星际空间进发。

土卫六的大气结构

在设计之初,旅行者1号和2号在造访4颗巨行星后,即前往星际空间。因此两个姐妹探测器均载有一张镀金唱片,向遥远的星际文明带去人类友好的问候。

旅行者1号搭载的镀金唱片

旅行者1号携带了一张铜制镀金唱片,其外径为12英寸,与当时的黑胶唱片大小相当,同时内藏一根金刚石唱针。它的内容包括用55种人类语言录制的问候语和各类古典音乐,联合国秘书长库尔特·瓦尔德海姆的问候、美国总统卡特的问候、115幅照片,包含太阳系各大行星的照片和人类照片等。这张唱片是人类向外星人表达的问候,即使10亿年后,唱片的音质仍然和新的一样。值得一提的是,这张唱片上有四种中国方言的问候,分别是普通话、闽南语、粤语和吴语。

科研人员正在安装唱片

旅行者1号预计将在大约300年内抵达理论中的奥尔特云,并花上三万年的时间通过。尽管它在四万年内不会走向任何一颗特定的恒星,但它将会以1.6光年内的距离通过目前在鹿豹座中的恒星格利泽445。这颗恒星正以119 km/s的速度朝太阳系移动。NASA说:“旅行者注定 - 也许永远 - 会漫游在银河系中。

旅行者1号飞行轨迹

爱德华·C·斯通-旅行者计划首席科学家

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