旅行者1號在180億公裡外的發現,對人類是件壞事,有害射線激增

2020-09-18 量子科學論

從上世紀六十年代開始,人類先後對內太陽系的三顆行星進行了大量的探測,並且登上了離地球最近的天體月球。

在積累了大量的航天經驗,並隨著技術的發展,人類開始將目光投向了外太陽系的四顆巨型氣態行星,甚至是太陽系外的星際空間。

上圖為旅行者1和2,以及先鋒10和11

先後在1972年發射了先鋒10號,飛越木星;1973年發射了先鋒11號,飛越木星、土星;1977年的8月和9月分別發射了旅行者2號和旅行者1號;2006年發射了新視野號探測器,飛越木星、冥王星,隨後進入柯伊伯帶。

以上的5個探測器被認為是離開太陽系的人造物體,但是除了旅行者1、2號探測器和新視野號外,其他的探測器目前均已失聯,成為了一顆流浪的「鐵疙瘩」。

新視野號現在還停留在柯伊伯帶,對其中的小行星進行探測,而旅行者1、2號探測器早已經完成了對四大氣態行星及其衛星的探測任務,目前已經「飛出太陽圈」,進入了星際介質。

從嚴格意義上來說,旅行者號才是人類唯一設計用以離開太陽系的探測器,因為它從製造之初就已經考慮了它未來會進入星際介質。

因此攜帶了宇宙射線子系統(CRS)和低能帶電粒子探測儀,用以對太陽風層頂和星際介質中的帶電離子進行探測。

並且攜帶了兩份鍍金唱片,裡面包含著人類的一些相關信息,語言、歌曲、問候、科技、位置,這個東西至少能夠保存10億年之久,希望未來某一天它能被外星生命捕獲。

太陽風層頂和星際介質這兩個地方人類之前完全沒有涉足,但是理論告訴我們太陽風中的帶電粒子有一個最遠的傳播距離,並且會形成一個氣泡包裹和保護整個太陽系不受宇宙射線的侵害。

星際介質人類也猜測裡面存在塵埃微粒、高能宇宙射線、以及中性粒子,且十分的均勻和平靜。旅行者號對這兩個地方的探測可以為我們揭示太陽風層頂的範圍,星際介質成分,以及太陽風如何和星際介質發生作用。

旅行者1號雖然比2號發射晚了近一個月,但是1號被推送到了更高的、更快的軌道,使得它比2號更早的到達了木星,並對木星及其衛星進行了前所未有的星系探查,發回了萬餘張彩色照片。

1980年11月,旅行者1號在完成對木星的探測任務以後,首次掠過土星,開始了對土星、土星環和土衛六的探測任務,按照計劃1號探測器還會去往天王星和海王星。

但是在對土衛六的探測中,發現了其有非常濃厚的大氣層,這引起了研究人員的興趣,畢竟有大氣就有生命的可能,於是就讓旅行者1號接近土衛六進行研究。

結果造成了旅行者1號受到了額外的引力影響,改變了飛行軌道,後續的行星任務就只能交給2號去完成。

在1989年旅行者1號在完成土星任務以後,就開始朝著星際空間駛去,由於深空任務無法依靠太陽能來為探測器供電,旅行者號上攜帶了同位素溫差發電機也就是核動力電池。

預計壽命還可以在使用5年的時候,也就是到2025年旅行者號將會和人類失去聯繫,成為宇宙中的一粒「塵埃」。

為了節省電能,旅行者號目前已經關閉了所有行星探測儀器,包括成像子系統(ISS)、紅外幹涉儀和輻射計(IRIS)、光度計子系統(PPS)、行星射電天文學(PRA)、紫外光譜儀(UVS)。

只保留了上文中提到了用來探測宇宙射線、太陽風粒子以及磁場強度的儀器,由於旅行者1號的飛行速度為17公裡/秒,比旅行者2號快了10%,再加之它很早就結束的行星探測任務。

因此旅行者1號就成為第一顆人類進去星際介質的探測器,2011年2月,旅行者1號上的太陽風粒子探測器首次發現太陽風出現了停滯,這說明旅行者1號已經達到了太陽系的太陽圈層的邊緣。

這個位置正是太陽風和星際介質的過渡區域,距離地球大約120個天文單位(180億公裡),在這個距離上以光速溝通也需要大約16個小時才能達到探測器。

2012年5月被認為是旅行者1號飛進星際空間的時間,因為探測器接收到了越來越多的宇宙射線粒子,而太陽風粒子已經基本降為零。

宇宙射線中包含著比太陽風粒子更強的能量,其穿透能力更強,對人類的危害更大,星際空間中宇宙射線的大增也是人類未來進入了宇宙深空的障礙。

因為普通的防護根本無法抵擋高能質子的轟擊,這樣的粒子穿透太空飛行器會對人類身體造成傷害。所以這樣的發現,對人類來說並不是一件好事。

並且在旅行者1號在2012年飛離太陽風層頂時至今還經歷了三場激波的衝擊,激波的產生是因為太陽風的壓力波與星際介質發生作用造成的。

第一場激波發生在2012年的10月-11月,第二場激波出現在2013年4月到5月,第三場激波從2014年延續至今,激波處的粒子密度是先前測量到的40倍。

有科學家預測激波的範圍是目前探測器飛行距離的兩倍,為什麼激波會延伸的如此之遠,目前人們並不是很清楚,而且根據目前的數據發現,探測器越往遠處飛,高能粒子的密度會更高。

這個發現對人類來說也是不利的消息,這說明星際空間還有很多我們不了解的事情,未來我們人類走出太陽系肯定會面臨這些帶電粒子的威脅。

上圖為今天旅行者號的狀態,包括了它目前的飛行速度和距離,可以看出來旅行者1號目前距離地球已經達到了222億公裡,旅行者2號距離地球185億公裡。

宇宙射線的數據(上圖中的黃色)一直在增加,而綠色太陽風粒子在不斷的減少。這些數據每分每秒都在發生著變化。

說話間,旅行者號已經向外飛行了數百公裡的距離,它還會帶著人類的希望不斷的往外飛行,但是5年後,它將與人類失去聯繫,未來是墜毀?被外星人捕獲?會給我們帶來幸運?還是災難?

我們不得而知,這是我們人類探索宇宙的遺蹟,也許會成為人類在宇宙中存在過的一個標誌。

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    為了探索系外空間,人類在70年代向太空發射多個深空探測器,它們分別是先驅者10號、先驅者11號、旅行者1號、旅行者2號,在這些探測器中,貢獻最大、最有名的探測器當屬旅行者1號,為什麼呢?,從此開始了它漫長的太空旅程,經過40多年的飛行,截止2019年10月為止,旅行者1號飛到了距離地球211億公裡外的系外空間,而太陽風外圍的距離才有180億公裡,所以理論上來說,旅行者1號已經飛出了傳統太陽系邊界,當然如果把新發現的奧爾特星雲作為太陽系邊界的話,旅行者1號其實還是位於太陽系內的,因為奧爾特星雲的直徑達到兩光年,旅行者1號要跨越這層星雲飛出太陽系起碼需要幾萬年的時間。
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  • 飛行228億公裡,旅行者1號最後拍的一張照片,為什麼讓人類深思?
    先驅者10號於1972年最先飛上太空,次年先驅者11號也離開地球。為了與地外文明進行聯繫,這兩艘探測器都攜帶著人類的信息和地球在銀河系中所在的位置。5年之後,旅行者2號和1號相繼出發,它們攜帶的人類和地球信息更為豐富。2006年,新地平線號也開啟了星際之旅。
  • 180億公裡,探測器在太陽系邊緣受阻力,人類無法飛出太陽系?
    這肯定是上世紀人類向外太陽系發射的兩顆探測器:旅行者1號和2號。這件事可以說是,人類除了登月幹過最偉大的一件事了,沒有之一。1977年8月V2號和1號相繼探測器發射升空,任務的主要目的讓這兩顆探測器一路往外太陽系飛,並且一路拜訪經過的木星、土星、天王星和海王星的行星系統。
  • 180億公裡,探測器在太陽系邊緣受阻力,人類無法飛出太陽系?
    這肯定是上世紀人類向外太陽系發射的兩顆探測器:旅行者1號和2號。 這兩個探測器已經飛出了「太陽系」(並不完全是,後面在解釋)進入了星際空間,旅行者1號是2012年、旅行者2號是2018年被宣布離開太陽系的。
  • 旅行者1號從60億公裡外對地球拍了照片,科學家看完後卻沉默了
    旅行者1號從60億公裡外對地球拍了照片,科學家看完後卻沉默了自古以來人類對探索宇宙就很感興趣,畢竟宇宙中未知的東西太多太多了,自從人類航天繼續興起之後,人類對外星生命的探索就一直沒有停止過,也多次向太空就發射探測器,很多探測器也做出了最大的貢獻,目前地球也是人類所知的唯一一顆擁有智慧生命的星球
  • 飛行228億公裡後,旅行者1號最後拍下的一張照片,為何讓人害怕?
    當人類開始仰望星空,就對神秘而又浩瀚的宇宙充滿了遐想。但也直到上個世紀中,人類才真正開始了星辰大海的徵程。於是,我們能夠以前所未有的角度來重新審視人類以及地球在宇宙中的存在。在1977年,旅行者1號比旅行者2號出發大約晚了16天,但它依然在泰坦3號E半人馬座火箭的加速下,在木星附近超過了1號,然後匆匆路過土星後,就在土星引力彈弓的轉向下,轉到了於黃道面角度比較大的方向,飛向了銀心方向。太陽分層頂的範圍大約在180億公裡的位置,但探測器達到這個位置時,檢測到宇宙高能射線在持續的增加,而太陽風粒子出現停滯,且在不斷地降低。
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    1977年9月5日,旅行者1號探測器發射升空,它的這一去創造了多個天文史上的第一:人類歷史上第一個飛出太陽系邊界(當然是傳統邊界,新邊界是奧爾特星雲)的探測器、人類歷史上飛行距離最遠的探測器、人類歷史上飛行速度最快的探測器之一、人類歷史上貢獻最大的探測器之一......如今旅行者1號在太空已經孤獨地飛行了
  • 65億公裡外的旅行者1號,傳回一張照片,讓科學家感到了挫敗
    這顆探測器被人類寄予了厚望,原因是旅行者1號不同以往的星球探測器。「旅行者1」代表人類和地球,最終會離開地球與外星球交流。人類特地在旅行者1號上放置了一張地球的文明光碟,若是旅行者1號被外星文明捕捉了,外星文明可以順藤摸瓜找到人類。於是,旅行者1號浩浩蕩蕩地離開了。儘管人類知道旅行者1號這麼做有可能在引火燒身。可是人類對外星文明太好奇了,人類幾乎不管不顧了。
  • 旅行者1號從64億公裡外,傳回多張照片,呈現難以置信的地球!
    旅行者1號從64億公裡外,傳回多張照片,呈現難以置信的地球!目前地球也是我們現在,唯一發現有智慧生命的星球,之前我們人類還沒有這麼多的高科技,總是認為地球還是很大的,不過現如今隨著我們人類的不斷發展,科技實力不斷增強,這才開始明白,地球還是有大小的,再加上射電望遠鏡的發明,這導致人類對宇宙的認識就更加的廣泛,不過這個時候還是不能夠直接去了解地球的大小,當讓人類清楚的了解到地球到底多大時,也就是我們人類邁出地球的那一個瞬間
  • 188億公裡外,旅行者2號還活著!斷聯7個月重新取得聯繫
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