旅行者1號的深空軌跡（全文）

2013-09-13 14:26:59　來源:愛活網(上海)有41人參與分享到「這是一份來自一個遙遠的小小世界的禮物。上面記載著我們的聲音、我們的科學、我們的影像、我們的音樂、我們的思想和感情。我們正努力生活過我們的時代，進入你們的時代。」這是「旅行者1號」攜帶的鍍金唱片上，由時任美國總統卡特向太空發出的問候語。

北京時間2013年9月13日凌晨2:00，NASA通過新聞發布會正式確認，旅行者1號已經飛出太陽系，進入星際空間。它是歷史上首次進入星際空間的人造飛行器。「旅行者」該項目負責人愛德華·斯通相當激動，「這個成就如同人類第一次完成環球航行，或者第一次踏足月球表面一樣。」他說道。「旅行者1號」於1977年9月5日發射，在經歷長達36年零7天的漫長旅行之後，終於脫離了太陽系，飛向更加深邃的深層空間，這是人類之前從未涉足的領域。一旦飛出太陽系，人類便可藉助「旅行者1」號的眼睛首次從太陽系外觀察地球。176年一遇的發射「旅行者1號」在1977年9月5日於NASA佛羅里達州卡納維拉爾角基地發射升空，搭載它的是一枚泰坦3號E半人馬座火箭。這次任務經過精心策劃，NASA特別選擇了176年一遇的行星幾何排列時機進行發射，這意味著旅行者1號只需要極其少量燃料用作航道修正，其餘時間均可以藉助各個行星的引力加速，以一艘飛船就能造訪四顆氣體行星：木星、土星、天王星及海王星。旅行者1號和2號就是為此而設計，它們的發射時間經過計算，以便充分利用這次機會。拜這次機會所賜，兩艘飛船隻需要用上12年的時間就能造訪四個行星，而非一般的30年時間。

造訪木星：第一次發現行星環1979年1月，旅行者1號抵達木星軌道，開始對木星進行拍攝。1979年3月5日，它獲得最佳拍攝時機，離木星只有349000公里。旅行者1號搭載了當時最好的攝像機和鏡頭，在近距離對木星進行了大量拍攝，48小時內，木星的衛星、環、磁場以及輻射帶高解析度照片盡收眼底，這也是人類第一次對木星進行高解析度解讀，整個拍攝過程在同年4月完成。

旅行者1號拍攝的木星光環，比地球上其它任何望遠鏡拍攝的照片都要清洗旅行者1號和2號對木星及其衛星作出了不少重要發現，像它的衛星、輻射帶以及發現木星竟有前所未見的行星環。最令人驚訝的是在木衛一上發現了火山活動——這是在地球上從未觀察到的。

著名的木星大紅斑，旅行者1號拍攝於1979年

圖為木衛三，木衛三是太陽系中最大的衛星，表面遍布邊緣清晰隕石坑造訪土星：首次觀測到土衛六大氣層在順利地藉助了木星的引力後，旅行者1號繼續朝土星的方向進發。1980年11月，旅行者1號掠過土星，11月12日最接近土星，距離土星最高雲層124000公里以內。如此近距離的觀測讓旅行者1號又有了驚人發現，它探測到了土星環的複雜結構，並對土星的衛星——土六上的大氣層進行了觀測，結果發現了土衛六擁有濃密的大氣層，且成飛相當複雜，控制人員最終決定了讓旅行者1號駛近土衛六進行研究，並隨之終止了它繼續探訪其餘兩顆行星。結果，造訪天王星和海王星的任務只得交予旅行者2號。

旅行者1號飛船抵達土星系後拍攝了很多令人驚嘆的照片，這顆氣態巨行星擁有美麗的光環系統，上面照片是在旅行者1號飛船行將離開土星時拍攝的。

這張照片可以看到土星的兩顆小衛星土衛三（上方）和土衛四（下方）和土星巨大的光環系統回望來路：你好地球

目標是銀河系中心的旅行者1號偶爾也有自己的閑暇時光。1990年，NASA指令旅行者1號飛船調轉鏡頭，面朝即將告別的太陽系拍下了這些照片：

將照片拼接起來，合成了迄今僅有的一張以外部視角觀察太陽系的全家福照 片。在旅行者1號當時的位置上，太陽系中的大行星都成了一個個暗淡的光點，其中地球和金星甚至還佔不滿一個像素。

旅行者1號1990年拍攝的著名照片——回望地球，在數十億公里外看來，地球變成一個微小的點，出現在一條彩色射線帶中。電力供應只能持續到2020年靠近土衛六的決定使旅行者1號受到了額外引力影響，最終離開了黃道，終止它的探索行星任務，NASA轉而為其安排了「星際探索任務」，即飛出太陽系，進軍深層空間。科學家估計，旅行者1號的電池能提供足夠電力至2020年。從2007年開始，儀器將逐一因電力有限而停止運作；到2020年，開始關閉科學儀器；2025年以後，預計將沒有足夠電力供應任何單一的儀器。

由於旅行者1號臨時改變任務，旅行者2號擔負起了它的未盡工作。上述照片是旅行者2號拍攝的，時間是1986年，從中可以看到天王星寧靜的藍色。旅行者2號是迄今唯一造訪過天王星和海王星的人類探測器。

旅行者2號還是人類迄今唯一造訪過海王星的人類探測器，時間是在1989年，這顆藍色的行星是太陽系中最遙遠的大行星按現在的標準來看，「旅行者1號」的電子系統只能算古董級別。它的主計算機採用Intel 4004處理器，運行頻率0.108MHz，主內存只有68KB，同時還攜帶著磁帶錄音機等「上個世紀」的設備，現在隨便一台智能手機的處理能力就超過「旅行者1號」數萬倍。但正是靠著這些簡單的電子元件，「旅行者1號」默默的工作了將近40年，飛躍了整個太陽系，傳回無數珍貴資料。

太陽系的盡頭在過去的36年里，旅行者1號在自己和太陽之間拉出了一道111億英里的距離，它在太空中移動的速度能達到11英里每秒。這是一個如此遙遠的距離，從旅行者一號向地球發送信息，地球控制中心需要17個小時後才能收到無線電的迴音。2005年5月，NASA宣布「旅行者1號」已經在2004年12月越過「星際介質」，進入日鞘。日鞘是太陽系外面的邊界，分布在太陽風創造出的氣泡邊緣。

通過使用旅行者1號上的低能帶電粒子儀（low-energy charged particle instrument），科學家們能夠測算出太陽風是如何「輕拂」過旅行者1號的表面的，以及它的方向變化。太陽風的壓力和從星際介質進入的高能電子的壓力能量相抵消的地方，被稱作太陽風層頂（或者「日鞘」）。簡單來說，你可以將日鞘認為是太陽系的盡頭，和星際空間開始的地方。

駛向深空2013年9月13日凌晨，旅行者1號終於擺脫了太陽系引力的束縛，飛向了更加廣漠的星際空間。NASA驗證的方式是藉助上文中所說的低能帶電粒子儀。這艘質量為0.77噸的探測器遭受到的宇宙射線水平出現了明顯增加，高能粒子的探測結果說明它跨越了一個「明確的邊界」，就此，NASA科學家得出結論：旅行者一號已經飛出太陽系。（看不到視頻的點這裡）據NASA介紹，「旅行者1號」除了科學勘探任務，還是人類文明的「傳遞大使」。飛船 上攜帶了一張銅質磁碟唱片，有12英寸厚，鍍金表面，內藏留聲機針，115幅圖像，以及多種大自然的聲音。包括滑浪、風、雷以及包括鳥鳴及鯨魚的歌聲在內 的動物叫聲等。同時，還有55種人類語言錄製的問候語和各類音樂，旨在向「外星人」表達人類的問候。55種人類語言中包括了古代美索不達米亞阿卡得語等非 常冷僻的語言，以及四種中國的方言(國語、粵語、閩南語、吳語)。問候語為：「行星地球的孩子（向你們）問好」。

唱片中還包括90分鐘的聲樂集錦，主要包括地球自然界的各種聲音以及27首世界名曲，其中有中國古琴曲《流水》、莫扎特的《魔笛》和日本的尺八曲等。NASA希望它們能向可能的外星生命傳遞人類的問候。時任美國總統卡特也在「旅行者1號」里留下了一段寄語，內容是：「這是一份來自一個遙遠的小小世界的禮物。上面記載著我們的聲音、我們的科學、我們的影像、我們的音樂、我們的思想和感情。我們正努力生活過我們的時代，進入你們的時代。」茫茫宇宙中，36年孤身一人的飛行，1977年發射的「旅行者1號」即將開始新的征程。
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