旅行者1号飞出太阳系闯入恒星际空间

搅合 · 发表于 2013-9-13 00:00

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美国宇航局NASA在本周四确认，“旅行者1号”探测器已经离开太阳系，到达太阳系外各恒星之间空旷的恒星际空间超过一年时间。

旅行者1号已经飞行了35年，这个曾帮助人们重新认识太空的飞行器已远离我们180亿公里。它仍在前行，试图带着录有55种人类问候语的唱片冲出太阳系。没有人知道它能否在未知的星际空间中给高级生命带去这些问候。2025年，它的电池将耗尽，再也无法向地球传回数据。NASA的发言人表示：“旅行者号已经到达了从来没有探测器到达过的空间，这是人类的科学发展史上的里程碑。”一系列相关数据证明了旅行者号已经脱离了包裹着太阳系的由炽热而活跃的粒子组成的太阳圈顶层，进入了寒冷黑暗的恒星际空间。旅行者号探测器脱离太阳系的日期大约为2012年的8月25日。

自今年以来，科学家一直就旅行者号目前到达的位置展开着激烈的争论。数据显示该探测器经受过越来越频繁的宇宙射线和来自太阳圈内部脱落的高能粒子的威胁。但 NASA一直表示，在不能确定旅行者号周边的磁场环境发生改变之前，无法就其是否已经离开太阳系做出判断。目前，NASA已经承认磁场变化并不是做出结论的必要条件。确认旅行者号是否离开太阳系的一个关键因素，是探测器上装有的探测空间等离子体电子密度装置的数据结果。当数据显示电子密度大大增加，意味着探测器已经离开活动频繁、电子密度较低的太阳系。但这个实验需要太阳耀斑爆发的一个类似触发机制，在太阳活动不活跃的时期，需要很长时间的等待。幸运的是，科学家分别在去年的11月和今年的5月的捕捉到两次有效的实验数据，两次数据都显示旅行者号处于寒冷、高密度的环境中，意味着旅行者号到达了恒星际空间。

旅行者1号探测器在1977年9月5日发射，历经36年的旅行，终于成为第一个离开太阳系的人造物体。科学家也希望同时发射的旅行者2号探测器可以沿着另外的轨迹在若干年后同样到达恒星际空间，更加丰富人类对于太阳系和太阳系以外空间的认知。

1977年9月5日，佛罗里达州卡纳维尔角。旅行者1号被搭载在一枚泰坦3号E半人马座火箭上发射升空，开始了它漫长的太空探索。

旅行者1号诞生于一个难得的机会。科学家遇到了176年一遇的行星几何排列，太空船只需要少量燃料以作航道修正，其余时间可借助各个行星的引力加速，用一艘太空船就能造访太阳系里的四颗气体行星：木星、土星、天王星和海王星。

两艘姊妹船旅行者1号及2号就是为了这次机会而设计。为尽量充分利用这次机会，科学家精确计算了它们的发射时间。如不出意外，两艘太空船只需用12年的时间就能造访四个行星，而平时需要30年。图为旅行者的概念图。

旅行者1号首次在1979年1月开始对木星进行拍摄。同年3月5日，它离木星最接近，由于在如此近距离略过，太空船在48小时的近距离飞行中，对木星的卫星、环、磁场以及辐射环境作了深入了解及高解像度拍摄。整个拍摄过程最终于4月完成。图为木星光环，旅行者1号1979年拍摄。

图为旅行者1号1979年拍到的木卫三。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。

随着旅行者的探索，它们开始向人们展示未知、甚至是有些违反常理的世界.。两艘太空船对木星及其卫星有了不少重要发现，最令人惊讶的是在木卫一上发现了火山活动。这在当时就连先驱者10号及11号也未有观察到。图为木卫一上的的洛基火山。

旅行者1号拍到的木卫二的照片让人们有了新的发现。木卫二表面有狭长的裂缝，预示着可能存在较深的地下海洋。这是在太阳系中寻找生命的一个可选地点。

在顺利借助了木星的引力后，太空船朝土星方向进发。经过3年的高速飞行，旅行者1号于1980年11月略过土星，于11月12日最接近土星。太空船探测到土星环的复杂结构，并对土卫六上的大气层进行了观测。

图为旅行者1号观测到的土星和它的两个小卫星。它们同土星的环在一起。土卫三和土卫四大部分是由水冰组成。土星最大的卫星土卫六，其表面被由甲烷和乙烷组成的浓密的橙色云所覆盖。

图为土星环。充满假色的画面显示了在明亮的色调中的土星c环和b环。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，但它们到底是怎样产生的在当时仍然是一个谜。

由于发现土卫六拥有浓密的大气层，喷气推进实验室的控制人员决定让旅行者1号飞近一点对土卫六进行研究，但由于靠近土卫六，太空船受额外引力的影响，最终离开黄道，终止了它探索行星的任务。造访天王星和海王星的任务只得交予旅行者2号。图为土星的影子，行器离开土星飞向太阳系外时拍下了这一幕。

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还要苍白。

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。

2012年9月5日，在飞行了整整35年后，旅行者１号已身处与太阳相距约180亿公里的地方，在它眼里，地球不过是一个微小的点。美国航天局当时表示，旅行者1号已抵达太阳系边缘，有望成为首个脱离太阳系的人造物体，尽管或许无人能准确预测它何时会进入星际空间。

旅行者1号35岁这天，美国航天局喷气推进实验室“旅行者”项目工程师当天演奏起旅行者金唱片中收录的歌曲《Johnny B ·Goode》，为这个离家最远的旅行者庆祝生日。图为该歌曲的专辑封面。

随着离家越来越远，“旅行者”数据回传时间越来越长。现阶段“旅行者１号”传回数据大约需要17个小时，而“旅行者2号”则需要13个小时。目前喷气推进实验室已没有专职科学家负责“旅行者”项目，只有约20名专家轮流照顾“旅行者”，进行数据接收和分析。图为照顾旅行者的工作人员。

直到现在，科学家还很难定义旅行者1号离开太阳系的准确时间。科学家期望观测到一系列标志性迹象，包括磁场方向和“风”类型的变化。相比太阳风，星际风更慢、更冷且更密集。那时，旅行者1号将成为第一个从地球发射并最终离开太阳系的飞行器。

不过一旦进入星际空间，它将需要4万年才能抵达下一个行星系。科学家说，探测器上携带的两枚核电池，能保证它飞行至2025年前后。一旦电池耗尽，旅行者1号将继续向银河系中心前进，但无法再向地球传回数据。

身为人类早期太空探索的使者，旅行者1号只有68KB内存,它携带的唱片中录制了55种人类语言和来自地球自然界的各种声音。没有人知道，它能否在未知的星际空间中，遇到高级生命，播放这些问候语。图为旅行者1号携带的唱片。

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