天文史上的今天：從地球到太陽系外的宇宙，先驅者10號的故事

摘要：

1972年3月3日，先驅者10號發射升空。

這是人類第一艘離開內太陽系，衝出小行星帶範圍的探測器；第一艘造訪木星的探測器；也是第一艘達到太陽系逃逸速度，註定將要永遠離開太陽系，進入浩瀚的宇宙空間的人類探測器。

先驅者項目徽標

來源：NASA

在所有註定將要離開太陽系的探測器中，它是第一個離開地球的，它在人類探測歷史上創造了太多的第一次。

1972年3月3日01:49:00 GMT，「先驅者10號」發射升空。這是人類第一艘離開內太陽系，衝出小行星帶範圍的探測器；第一艘造訪木星的探測器；也是第一艘達到太陽系逃逸速度，註定將要永遠離開太陽系，進入浩瀚的宇宙空間的人類探測器。

正如它的名字所暗示的那樣，「先驅者10號」是人類木星探測的開創者，而40多年後的今天，美國「朱諾」（Juno）號探測器此時此刻正在圍繞木星開展探測，繼續著「先驅者10號」所開創的旅程。

01 真正的先驅者

先驅者10號飛船示意圖

來源：NASA

上世紀1970年代~1980年代，太陽系外側的四大行星出現罕見的軌道位置排布，科學家們意識到，如果抓住這個時機，有可能實現發射一艘飛船，對這些遙遠行星實現「串門」式的連續觀測的目的，從而大大提升探測效率。但在那之前，科學家們還需要了解很多必要的信息，並評估可能面臨的風險。

先驅者10號和它的姊妹飛船先驅者11號正是美國宇航局為這一設想開路的兩艘飛船。

1972年3月3日，先驅者10號發射升空

來源：NASA

先驅者10號的主要目標是木星，它的目的是為後面的探測器驗證風險，開闢道路：它要弄清楚，探測器穿越小行星帶有沒有撞擊的風險？人類探測器能否在穿越木星強烈輻射帶時生存下來？等等的一系列問題。

先驅者10號圓滿完成了這些工作，為後面旅行者1號和2號成功實現連續探測四顆外太陽系大行星的「史詩之旅」奠定了基礎。

1969年2月，先驅者10號和11號兩艘「探路」飛船正式得到美國宇航局立項。匪夷所思的是，這樣一個飛向前所未有遙遠空間的偉大探測項目，先驅者10號從設計，建造到完成全部發射前測試準備只有3年時間，而它的姊妹飛船也只有4年時間。

建造中的先驅者10號探測器

來源：NASA

為了飛向遙遠的深空，工程師們為它們增大了「耳朵」，加強了通訊系統；而為了勇闖木星變態的超強輻射區，它們穿上了「強化防輻射服」，增強了輻射隔絕措施。還有，由於距離太陽太遠，太陽能帆板沒法用，先驅者10號使用了4根放射性同位素熱差電源（RTG），利用「核燃料」鈈-238的放射性衰變來產生能量，大約可以產生155W的電力，但會逐漸衰減，數據傳輸速率大約是每秒256比特。

但最牛的一點是，它的工業承包商竟然真的在這麼短的時間裡保質保量地完成了兩艘先驅者飛船的建造和測試工作，趕上了發射窗口，難以置信。

02 從地球，到木星

抵達木星的先驅者探測器

來源：NASA

1972年3月3日，先驅者10號從卡納維拉爾角發射，經過上面級加速之後，先驅者10號的速度達到51682公里/時，成為截止當時最快的人造物體，這個速度已經快到足夠讓它不藉助任何引力彈弓借力就能直接飛到木星。

發射後11小時，先驅者10號已經飛過月球軌道，朝著木星一路狂奔。在路途中，先驅者10號首次探測到行星際空間里存在的氦原子，以及太陽風中存在的鈉和鋁離子。

先驅者10號拍攝的木星照片

來源：NASA

1972年7月15日，先驅者10號開始進入小行星帶，這一天也標誌著人類飛船首次離開了內太陽系範圍。此後，飛船飛行了整整7個月才成功穿越了這片區域，證明了飛船是可以安全越過小行星帶的。

1973年12月4日，先驅者10號抵達距離木星最近的位置，距離木星雲層頂部大約13.2萬公里。整個飛越木星期間，儘管如預期中的一樣遭受強烈輻射，但飛船有驚無險的穿越輻射帶，保持了良好狀態，對木星大氣溫度，氣壓，大紅斑，磁場與輻射帶等都進行了首次近距離探測，這也證明了探測器是可以在木星附近探測而倖存下來的。

03 飛向太陽系之外

四艘將要離開太陽系的飛船，左側是先驅者10號，右側從上往下依次是：旅行者2號，先驅者11號和旅行者1號

來源：NASA

1974年1月1日，先驅者10號正式結束了木星探測工作並繼續向外飛行。1976年穿越土星軌道，1979年穿越天王星軌道，1983年穿越海王星軌道，從而成為人類歷史上第一個穿越所有大行星軌道的人造物體。

1997年3月31日，美國宇航局正式宣布先驅者10號任務結束，此時的先驅者10號是當時最遙遠的人造物體，距離太陽大約67個天文單位，並且仍在向地球發送信號。

先驅者10號飛船上搭載的銘牌，告訴可能將截獲先驅者10號飛船的外星人，這是地球飛船，帶去我們的問候

來源：NASA

1998年2月，先驅者10號距離太陽大約69.419天文單位。但此時，它的「最遙遠人造物體」的頭銜旁落了——飛行速度更快的旅行者1號飛船超越了它。

直到2002年4月27日，先驅者10號一直在發回有價值的信息，此時它距離太陽大約80.22天文單位。但在那之後，先驅者10號的信號開始變得模糊不清。2003年1月23日，地球接收到它傳回的最後一個信號。

隨後，地球嘗試過幾次想要聯絡它，但都是無功而返。

朝著無盡宇宙深處飛去的先驅者10號

來源：NASA

我們和先驅者10號失去了聯繫，我們不知道它現在的情況是什麼樣。但如果它沒有撞上哪個天體的話，那它現在距離太陽應該已經接近120個天文單位，而且每年還會向外飛行2.54個天文單位，也就是3.8億公里。

目前，先驅者10號仍然是距離第二遠的人造物體，僅次於旅行者1號，但預計到2019年4月份，它的第二名的位置會被旅行者2號超越，落到第三名。

而如果它一路上都平平安安，那麼這艘1972年離開地球的飛船將朝著金牛座畢宿五的方向一直飛行下去。

編者按：

《天文史上的今天》欄目是老嚴的一次個人歷險，試圖通過堅持365天，完整記錄一年中每一個日子在人類漫長的天文歷史中留下的印記。

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