人類最遠探測器：旅行者1號飛行183億公里

06-11

旅行者1號（Voyager 1）又稱航海家1號，是一艘無人外太陽系太空探測器，重815千克，於1977年9月5日美國佛羅里達州的卡納維爾角發射場，被搭載在一枚泰坦3號E半人馬座火箭上發射升空。此前，它的姊妹星旅行者2號於8月20日已先行發射。目前，「旅行者1號」和「旅行者2號」的運行速度約為每秒17公里，至今，旅行者1號大約飛行183億公里，旅行者2號大約飛行150億公里。「旅行者1號」它發出的信號傳遞到地球需要大約17小時。

1、旅行者1號為什麼比它發射早的旅行者2號飛的更遠

旅行者1號它被發射到較快的軌道中，相對速度比「旅行者2號」快。旅行者1號目前的相對速度是17.062公里/秒或61,452公里/每小時(約38,185哩/每小時)。每年約3.599天文單位，比姊妹號旅行者2號快了10%。

另外，兩艘航天器的使命不同。「旅行者1號」的任務最初僅是探訪木星和土星，它於1979年和1980年拜訪了木星和土星，在木衛一上發現了火山活動，探測了土星環的複雜結構。1980年拜訪土星後，它的最初使命就結束，開始執行向太陽系外衝刺的附加任務。「旅行者2號」的任務是探訪更多太陽系行星，包括天王星、海王星，1989年拜訪海王星後才開始向太陽系外奔跑。也就是說，「旅行者1號」雖然晚了16天上天，但開始向太陽系外飛行卻早了近9年，自然飛得更遠。

雖然兩艘飛船上的核電池工作壽命極長。但為節約電力，「旅行者1號」已於1989年關閉了相機，2020年還將關閉更多機載設備，只留下少數科學儀器繼續工作，直到電池耗盡。屆時兩位「旅行者」誰更長壽，就看誰的核電池耐熬了。

2、旅行者1號攜帶有地球對宇宙的問候旅行者1號上攜帶了一張銅質磁碟唱片，它有12英寸厚，鍍金表面。地球聲音唱片：磁碟內藏金剛石留聲機針。錄製聲音內容包括有55種人類語言的問候語和一個90分鐘的聲樂集錦，其中人類語言有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、廈門、廣東、吳語）。問候語為：「行星地球的孩子（向你們）問好」。唱片還包括時任聯合國秘書長庫爾特·瓦爾德海姆的問候。以及時任美國總統卡特的問候，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。」唱片還刻有地球自然界的各種聲音以及27首世界名曲，其中有中國京劇和古曲《高山流水》、莫扎特的《魔笛》和日本的尺八曲等。 115幅地球影像：包括太陽系各行星的圖片、人類的性器官圖像及說明等。同時也刻意未發布一些關於核爆炸蘑菇雲，或者關於貧窮和疾病的圖像。唱片封套上一塊有高純度的鈾238。這意味著即使是十億年之後，這張唱片的音質依然和新的一樣。由於已知其衰變為鈈239的半衰期約為41.7億年，這樣捕獲此唱片的外星生命即可據此推算出探測器的發射日期。

3、旅行者1號主要技術性能結構

旅行者1號耗資2.5 億美元。攜帶有105千克科學探測儀器。它的主體是扁平的十面稜柱體，頂端裝有一直徑為3.7米的拋物面天線，左右兩側各伸出一根懸臂，較長的一根是磁強計支柱，短的一根是科學儀器支架。它有16肼推進器和8個備份推進器，三軸穩定陀螺儀，11個探空科學儀器以及太陽感測器，以保持探頭的無線電天線指向地球。通信系統包括一個3.7米直徑的拋物面天線及高增益天線來發送和接收無線電波，通過地球上的三個深空網路電台傳輸信號。調製波被放置在S波段（波長約13厘米），並從X-波段（波長約3.6厘米），比特率高達115.2千比特每秒。

旅行者1號裝有三個大的放射性同位素熱電發電機（RTGS）。每個MHW-RTG包含24按下鈈-238氧化物領域。RTG在推出的電力每約157瓦，其餘的正在消退餘熱領域產生2400瓦的熱量。因此，三個放射性同位素熱電發生器共提供470瓦的電力。由於放射性同位素輸出功率下降（每87.7歲減半）隨著時間的推移，供電系統直到2025年左右。

4、旅行者1號即將衝出太陽系

美國新墨西哥州立大學和馬里蘭大學的研究人員20日在《地球物理研究通訊》網路版發表論文說，去年8月25日，「旅行者1號」探測器接收到的宇宙射線發生劇烈變化，通常存在於太陽系外層的相關種類射線跌至先前水平的1%，同時來自太陽系外部的宇宙射線則達到先前水平的兩倍。這表明「旅行者1號」可能已處於日球層頂和星際空間之間的一個天文學家此前並不知曉的邊緣地帶，論文作者將這一地帶命名為「日球懸崖」。「它位於標準的日球層頂之外，」論文第一作者、新墨西哥州立大學天文學家比爾·韋伯說：「我們測量的所有數據都前所未有，而又令人興奮。」旅行者1號」探測器可能已脫離太陽系。這篇論文表示，「旅行者1號」太陽風在來自銀河系的氫和氦氣體構成的星際介質中吹出氣泡，而這種氣泡的邊界之外就是太陽風無法推動的星際介質，這個邊界通常被認為是太陽系的外層邊界，科學家稱之為「日球層頂」。不過美國航天局官員事後表示還不能確認這一點。多德說，「旅行者1號」目前位於距太陽約182億公里的位置，處於太陽系的邊緣。判斷它是否進入星際空間還有最後一個重要標誌，就是磁場方向的變化，目前項目組尚未探測到這一變化，「我們仍在等待這一時刻來臨」。但外部與星際空間相連，是「旅行者1號」進入星際空間之前在太陽系最後一段旅程。去年12月，科學家們認為「旅行者1」號已抵達了一個名為「磁力公路」的地帶，來自太陽的磁場線與來自星際空間的磁場線在那裡交匯。斯通當時曾表示，「我們相信這是『旅行者1』號抵達星際空間之旅的最後一段路」，按照樂觀估計，這顆探測器離開太陽系「可能還需幾個月或幾年時間」。曾參與旅行者系列太空探測器項目相關任務的科學家、美國行星協會聯合創始人路易斯·費得曼博士說，「我確信『旅行者1號』將是運行在太陽系外的第一顆航天器。」他說，太陽系邊緣不存在一刀切界面，而是延伸式的和不規則的。原因是太陽粒子和太陽系外的宇宙粒子是互相影響的。決定其是在太陽系之內還是太陽系之外，主要是看佔主導地位的粒子源自哪裡。「旅行者1號」飛出太陽系後，會被無線電信號穿過激波層而監測到。它飛出太陽系後的主要任務是測量宇宙光束粒子。

美國航空航天局（NASA）日前表示，「旅行者1號」經歷了太陽系邊緣三個「重要變化」中的兩個，說明它正在離開太陽系。「旅行者1號」將成為進入星際空間的首個人造物體，而這一天正一分一秒地臨近。

不過一旦進入星際空間，它將需要4萬年才能抵達下一個行星系。4萬年後它會在1.6光年的距離經過蛇夫座的AC+79 3888恆星，7萬3千6百年的時間經過半人馬座比鄰星。這個恆星大體上來講正以每秒119公里的速度朝向太陽系移動。科學家說，探測器上攜帶的兩枚核電池，能保證它飛行至2025年前後。一旦電池耗盡，「旅行者1號」將繼續向銀河系中心前進，但無法再向地球傳回數據。

在2007年7月7日，美國發射的先驅者號和旅行者號的位置和追蹤。圖片指出了旅行者2號比先驅者11號遠並且由於其-55度的偏角只能表示在圖片中的一個位置，而旅行者1號則是因為太過於遙遠而只能表示在圖片中的另一個大略位置。