如何看待最近旅行者一號的重啟?
美國重啟休眠37年的「旅行者」1號推進器-新華網
塵封了37年、遠在211億公里之外的旅行者一號推進器,被成功喚醒!
2017年12月6日北京時間04:17分,美國深空通訊網(DSN)實時工作狀態 (?NASA/太空精釀)
筆者查詢了NASA的深空通訊網三大基地的工作狀態,恰好位於美國的Goldstone的14米口徑深空通訊天線正在嘗試與旅行者一號建立聯繫。它們基本每天都在保持與旅行者一號和二號的通訊。
旅行者一號已經在太空中旅行了40年3個月又9天的時間。現在它距離我們實在太過遙遠,即便是每秒鐘三十萬公里旅行的電磁波也需要經過19個小時35分鐘才能抵達,而等它反應過來並回復地球,就已經是39個小時之後了。地球與旅行者一號的距離,目前是,
21135668081458米
誰也不曾想到,這個原計劃只工作兩年就算完成任務的探測器,竟然一直工作了40年,而且按照它現有的狀態還能再工作10年!
它的秘密是放射性同位素鈈238不斷衰變產生的熱量發電,這種原子彈副產品的核電池半衰期高達88年。
持續釋放熱量的鈈238金屬塊 ?NASA
而早在1980年,旅行者一號在探測土星的任務時,幾乎用盡了主推進器和四個備用推進器的所有能量,還是無法抵抗土星最大衛星土衛六的巨大引力影響,結束觀察它時被甩出太陽系黃道平面,再也無力反抗。
不過人類並沒有忘記它,40年來從未終止過跟這個星際使者的聯繫。
旅行者一號現在已經處在太陽繫上方 ?NASA
NASA在11月28日剛剛做過一次測試,給旅行者一號發出命令:重啟已經塵封了37年的推進器,工作哪怕只有10毫秒即可,證明相關儀器依然正常。
11月29日即將過去,地面人員在焦急的等待中終於迎來了旅行者一號的回復:
四個備份推進器全部啟動10毫秒工作正常。
全場淚奔!
因為所有人都很清楚,這恐怕是這個星際使者最後的能量,這距離最後永遠的一別越來越近。
而與此同時,它的親兄弟旅行者二號,現在仍在太陽系的另外一個方向飛行,依然在正常工作。
兩位旅行者是NASA前期最著名的星際旅行計劃-水手計劃(Mariner Program)的收官之戰,在水手一號到十號的任務中,實現了金星和火星的全面探測,創造了很多第一。
而水手十一號和十二號就成為探測木星和土星的兩個任務,它們任務目標相同:至少探測木星,盡量探測土星。後來這兩個任務被改名為旅行者一號和二號。
結果到了任務快要發射的時間,NASA突然宣布:
我們決定讓旅行者二號,在探測木星、土星之後,繼續飛向天王星和海王星,最終衝出太陽系!
為了這個目標,原計劃第二個發射的二號反而提前一步,在1977年8月20日世界協調時14點29分00秒準時乘坐巨大的泰坦三E火箭起飛。在發射過程中,火箭第二級工作時間比預計差了一秒,NASA的軌道專家們立即沮喪地說:我們只能到木星了。
不過幸運的是,泰坦三E的第三級和第四級火箭全力工作,幫助旅行者二號趕上了這個千載難逢的機會。
旅行者二號起飛的瞬間 ?NASA
說千載難逢有點誇張,但這個真實的數字是,175年!
航天器在深空旅行中幾乎無法抵抗太陽的巨大引力影響,而必須藉助各個行星挨個引力助推接力。但太陽系外側行星的軌道周期實在太長,地球只需要一年就繞太陽一圈,但天王星卻需要84年,而海王星更是需要驚人的165年。
實現木星、土星、天王星、海王星在太陽系大致同一側、能遍訪各個行星的機會,的確是175年才有一次!
旅行者二號遍訪四顆行星的速度變化 ?NASA
從上圖可以看出,只要低於藍色的速度,航天器就會被太陽無情的減速並最終拖回來。因此旅行者二號必須實現一個又一個行星的精準接力,才能在訪問它們的同時,最終被送出太陽系。
旅行者一號和二號的軌跡圖,一號在土星後就被甩離太陽系,二號則繼續拜訪了天王和海王 ?NASA
可以說,旅行者二號創造的輝煌,對於最近的人類5代人而言,都是唯一一次在生命中可以見證的機會,下一次就到了2140年代,那是個對我們而言可以用科幻形容的未來。
而一號則沒有它那麼幸運,它不像二號對木星和土星只是淺嘗輒止,而必須完成兩兄弟最主要的使命:認真觀察木星和土星,哪怕這個代價是最終被提前甩出太陽系。
老兵不死,只是逐漸凋零
旅行者一號和二號在它們的偉大生命中,為我們貢獻出了太多的驚喜。
木星的巨大紅斑,那裡的風暴已經颳了400年 ?NASA
這麼一個巨大的土星,如果扔到水裡甚至會漂浮起來,因為它的密度竟然比水低,就像一個游泳圈一般 ?NASA
壯觀無比的土星環近照配上顏色美麗無比 ?NASA
美麗純粹的天王星,猶如天使的夢境一般純粹?NASA
甲烷渲染的藍色天王星,雖然處在太陽系的邊緣,但它有巨大的風暴,數千公里寬的巨大雲層?NASA
1990年2月14日情人節,已經在太空中旅行了13年的旅行者一號早在1980年便被土衛六和土星巨大的引力甩出了太陽系的黃道平面,踏上註定離開太陽系的航程。此時它距離地球已經達到60億千米,它在此時接到命令為太陽系各個行星拍一張「合影」,隨後一張照片出現了這麼一幕:地球僅僅是個不起眼的《淡藍小點》(Pale Blue Dot)?NASA/JPL
著名天文學家、科普作家卡爾薩根曾經這麼評論過這張照片:
「如果再看一眼那個光點,那是我們的家園,我們的所有。你所愛所知的每一人、所聽說乃至所存在過的每一人,都在小點上度過一生。歡樂與痛苦,宗教與學說,獵人與強盜,英雄與懦夫,文明的創造者與毀滅者,國王與農夫,情侶、父母、兒童,發明家和探險家,崇高的教師,腐敗的政客,耀眼的明星,至高無上的領袖,歷史上所有的聖人與罪犯,都住在這裡——它僅僅是一粒懸浮在陽光中的微塵。」
兩位偉大的使者,依然在向著宇宙深處前行,與它們同往的,還有人類的希望與未來。
再次安利我的人類航天史知乎電子書:離開地球表面:一小時讀懂人類航天史
毫無疑問,對於參與過這兩項任務的工程師而言,是幸福萬分的,在自己短暫的一生中,能有機會參與這樣 佔全天時地利人和 的探索項目, 是史無前例的。
雖說科學無國界,但是還是很希望有朝一日,咱們自己的探測器也能到這些地方去看一看。
上世紀六七十年代,美蘇太空爭霸,阿波羅登月計劃作為一個子項目,前後十年,每年投入gdp的0.6%。
gdp的0.6%是什麼概念?參考我國2017年軍費是1.37%。也就是說如果天朝現在搞一個太空計劃,每年拿出相當于軍費的一半左右,持續十年,59真能改的上外太空的殲星艦。
再具體點來說,2017年中國軍費預算剛過一萬億,也就是每年投入5000億人民幣,十年是50000億,而現今騰訊和阿里的市值都是5000億刀,匯率按7算摺合人民幣35000。也就是相當於10年內再造一多騰訊+阿里。
嗯,這麼說貌似也不是很艱巨的事兒么。但是阿波羅能上天,可不是僅僅就是一項阿波羅計劃就成事兒的,記住,阿波羅計劃僅僅是當年美蘇太空爭霸時期美帝太空計劃的一規模較大子項目而已,其他更多項目的技術支撐才圓滿了登月的高光一刻,其中就包括這顆旅行者一號。
所以說,想有上世紀六七十年代那樣的航空航天學爆髮式發展,無論是美帝還是中國,都別指望了,除非太陽系內有能帶來超高額收益星體出現。
那麼冷戰時期美帝的軍費是多少呢?平均7%左右而蘇聯解體後,美帝軍費佔比迅速降到2%左右。這是自廢武功?當然不是,一方面因為冷戰時期的投入產出,美帝在軍備、航空航天技術上已經可以吃老本吃到現在都沒問題。但是更重要的是蘇聯剛一解體,柯林頓時期美帝的教育經費佔gdp比就飈到史無前例的7%。
我國呢,冷戰時期中國的軍費gdp佔比曾經高達20%,現在降到1.3;而我國教育佔比經費經過二十年努力終於達到4%。對比起來,簡直神同步。
奈何總有人不甘心就只在遠處觀望那些天上的繁星,而星辰大海的浪漫也確實比柴米油鹽更讓人著迷啊,人總是為願意為理想主義者喝彩
你們的偶像是明星,而我的偶像是一顆空間探測器
「有些人,一輩子只蜷在一個角落裡,連窗戶都懶得開,更別說踏出門。你們的偶像,都是明星。」
美的,掌握核心科技
NASA,這是我最後的能量,收下吧!
證明美帝的姿態控制發動機的可靠性非常高。
人類終於開始重點技能樹了
37年211億公里,平均每秒走18.1公里,超過第三宇宙速度了,可以脫離太陽系,這個速度跟光速還差很遠,但是已經到了無法想像的快
希望還能再戰10年,這代表了人類目前能前進的極限。
我想起了這首歌 我覺得在這個問題下聽非常合適,會有不一樣的感觸的。
1970年代人類最高科技的凝結體,在不惑之年繼續著自己倔強又偉大的遠征。
1977年9月5日,泰坦3號E半人馬座火箭搭載旅行者1號升空。
晚自習前看到了這個問題…激動了好久…於是在草稿紙上
感到十分遺憾,這輩子沒機會參與星際殖民。
NASA沒進知乎嗎,我要誇一誇。
釋迦摩尼也曾經住在這個微塵,智慧卻觸及宇宙的邊緣,到底怎麼思考的?
目犍連,佛陀十大弟子之一,神通廣大,看到一隻鴿子,可以知道這隻鴿子前、後各一千世由來演化,跟佛陀的智慧相比,佛陀如果是海,目犍連僅僅只是千斷羽毛沾海水。
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