遙遠(yuǎn)的人類夢(mèng)想——距地球最遠(yuǎn)的宇宙飛船

航海者一號(hào)是離地球最遠(yuǎn)的航天器。1990年2月14日，旅行者1號(hào)的相機(jī)面向太陽(yáng)，拍攝了一系列太陽(yáng)和行星的照片，這是我們從外部看到的第一張太陽(yáng)系“肖像”。當(dāng)時(shí)，航海者一號(hào)大約在40億英里（60億公里）之外。

離地球最遠(yuǎn)的宇宙飛船是什么？

旅行者1號(hào)航天器于2021年11月距地球近十四又二分之一億英里（230億公里）。航海者一號(hào)和它的雙胞胎航天器“航海者二號(hào)”于1977年相隔16天發(fā)射。兩艘宇宙飛船都飛越了木星和土星?，F(xiàn)在，兩個(gè)航海者航天器都在星際之間的空間中旅行。旅行者1號(hào)正式成為第一艘離開太陽(yáng)系的地球飛船，于2012年穿越日光層頂。今年早些時(shí)候，它發(fā)回了一條信息，內(nèi)容是星際空間微弱、單調(diào)的嗡嗡聲。

航海者的開端

兩個(gè)航海者號(hào)宇宙飛船都是在1970年代初設(shè)計(jì)的。它們的建造是為了利用我們太陽(yáng)系中太陽(yáng)一側(cè)罕見的行星群。這種每176年才發(fā)生一次的組合，可以讓航海者通過(guò)引力輔助從一個(gè)行星彈射到下一個(gè)行星。

旅行者的圖片和文字信息圖表

航海者號(hào)于1979年1月開始獲取木星圖像。旅行者1號(hào)于當(dāng)年4月初完成了與木星的相遇。航海者2號(hào)在4月下旬接過(guò)接力棒，一直持續(xù)到8月。這兩艘宇宙飛船拍攝了超過(guò)33000張木星及其五顆主要衛(wèi)星的照片。

然后航海者走得更遠(yuǎn)。當(dāng)它們發(fā)射時(shí)，沒有任何航天器到達(dá)過(guò)土星，土星與地球的距離是地球與太陽(yáng)距離的10倍。因此，為期四年的土星之旅是一次重大飛躍，航海者號(hào)在1980年11月-1981年8月用九個(gè)月的時(shí)間到達(dá)土星。旅行者1號(hào)隨后開始離開太陽(yáng)系，航海者2號(hào)繼續(xù)在1986年1月到達(dá)天王星，1989年8月到達(dá)海王星。

最遠(yuǎn)的宇宙飛船仍在前進(jìn)

思同恩——航海者號(hào)任務(wù)的項(xiàng)目科學(xué)家——幾年前告訴作者：“我們建造了具有足夠備用系統(tǒng)的航天器，以便它們能夠持續(xù)運(yùn)行。航海者號(hào)已經(jīng)旅行了 44 年，他們做到了！”

1977-2030 年航海者 1 號(hào)在地球天空中的計(jì)劃軌跡。圖片來(lái)自 Tomruen/維基共享

2017年，天文學(xué)家使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀察航海者的路徑。大約40000年后，在兩艘航天器都不再運(yùn)行很久之后，旅行者1號(hào)將在距鹿豹星座中的Gliese445恒星1.6光年的地方經(jīng)過(guò)。與此同時(shí)，航海者2號(hào)距離地球近120億英里（190億公里）。航海者2號(hào)將在大約40000年內(nèi)從距仙女座星座中的羅斯248星1.7光年的地方經(jīng)過(guò)。

藝術(shù)家對(duì)旅行者1號(hào)和2號(hào)宇宙飛船穿越太陽(yáng)系并進(jìn)入星際空間的路徑概念圖。圖片來(lái)自NASA / ESA/ 和 Z. Levay (STScI)

相關(guān)知識(shí)

旅行者1號(hào)（Voyager 1）是美國(guó)宇航局（NASA）研制的一艘無(wú)人外太陽(yáng)系空間探測(cè)器，重825.5kg，于1977年9月5日發(fā)射，部分功能截至目前依然正常運(yùn)作，并持續(xù)與NASA的深空網(wǎng)絡(luò)通信。[3]它是有史以來(lái)距離地球最遠(yuǎn)的人造飛行器，也是第一個(gè)離開太陽(yáng)系的人造飛行器。受惠于幾次的引力加速，旅行者1號(hào)的飛行速度比現(xiàn)有任何一個(gè)飛行器都要快些，這使得較它早兩星期發(fā)射的姊妹船旅行者2號(hào)永遠(yuǎn)都不會(huì)超越它。它的主要任務(wù)在1979年經(jīng)過(guò)木星系統(tǒng)、1980年經(jīng)過(guò)土星系統(tǒng)之后，結(jié)束于1980年11月20日。它也是第一個(gè)提供了木星、土星以及其衛(wèi)星詳細(xì)照片的探測(cè)器。2012年8月25日，“旅行者1號(hào)”成為第一個(gè)穿越太陽(yáng)圈并進(jìn)入星際介質(zhì)的宇宙飛船。截至2020年8月2日止，旅行者1號(hào)正處于離太陽(yáng)150.02 AU（2.24 1010 km）的位置[4]，是離地球最遠(yuǎn)的人造物體。

旅行者1號(hào)目前在沿雙曲線軌道飛行，并已經(jīng)達(dá)到了第三宇宙速度。這意味著它的軌道再也不能引導(dǎo)航天器飛返太陽(yáng)系，與沒法聯(lián)絡(luò)的先驅(qū)者10號(hào)及已停止操作的先驅(qū)者11號(hào)一樣，成為了一艘星際航天器。

旅行者1號(hào)原先的主要目標(biāo)，是探測(cè)木星與土星及其衛(wèi)星與環(huán)?，F(xiàn)在任務(wù)已變?yōu)樘綔y(cè)太陽(yáng)風(fēng)頂，以及對(duì)太陽(yáng)風(fēng)進(jìn)行粒子測(cè)量。兩艘旅行者號(hào)探測(cè)器，都是以三塊放射性同位素?zé)犭姍C(jī)作為動(dòng)力來(lái)源。這些發(fā)電機(jī)目前已經(jīng)大大超出了起先的設(shè)計(jì)壽命，一般認(rèn)為它們?cè)诖蠹s2020年之前，仍然可提供足夠的電力令航天器能夠繼續(xù)與地球聯(lián)系。钚核電池能夠保證旅行者號(hào)上搭載的科學(xué)儀器繼續(xù)工作至2025年。2036年，信號(hào)傳輸?shù)碾娏⑾拇M。[5]一旦電池耗盡，“旅行者1號(hào)”仍將繼續(xù)向銀河系中心前進(jìn)，但無(wú)法再向地球發(fā)回?cái)?shù)據(jù)。

航天器又名太空載具、航天器或空天飛船，是在地球大氣層以外的宇宙空間中，基本按照天體力學(xué)的規(guī)律運(yùn)動(dòng)的各種飛行器。航天器與自然天體 的不同之處在于其可以受控改變其運(yùn)行軌道或進(jìn)行回收。常見的航天器包括人造衛(wèi)星、空間探測(cè)器、航天飛機(jī)和各種空間站等。

BY: EarthSky

FY:董美慧

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