旅行者1號是如何飛出太陽系的?它離我們有多遠?

2020-12-06 手機鳳凰網

旅行者1號（Voyager I） 是美國國家航空航天局（NASA）1977年9月發射的一枚重722公斤的太空探測器，它被送往太空研究太陽系的外層和星際空間。

旅行者1號 圖源：NASA

截至2012年11月29日，它已經運行了超過35年零2個月。目前它距離地球約1.84 x 10^10公裡，是最遠的人造物體。據推測，旅行者1號已經越過日光層進入了星際空間，它是人類歷史上運行時間最長的宇宙飛船，通過接收常規指令和向地球發送信息及數據進行通信。

旅行者1號在太空中遨遊並不斷拓展，按照計劃於1980年結束了第一階段的運行，它被分配的任務是探索太陽系邊界。

旅行者計劃是如何誕生的

旅行者1號的建造及其任務是作為雄心勃勃的行星之旅計劃（Planetary Grand Tour）的一部分而出現的，該計劃想要發射無人探測器去研究太陽系外端的行星和其他天體。這個項目由航天工程師加裡·弗蘭德羅（噴氣推進實驗室）在20世紀60年代末提出構思，利用木星、土星、天王星、海王星和冥王星這五顆行星175年一次的直線排列（按照周期將在70年代末出現），使用「引力助推」技術將太空探測器送到外部界限，這種技術當時剛剛流行起來。

加裡·弗蘭德羅（Gary Flandro） 圖源：NASA

旅行者1號所採用的技術旨在以最少量的推進劑和較短的行星間飛行時間來運載探測器。它最初是作為水手號計劃（Mariner Program）的一部分探索金星、水星和火星，後來由於預算限制，它被設計成只飛掠木星和土星。該探測器最初被命名為水手號木星土星探測器，然而後來它的設計逐漸與水手號背道而馳，因此改名為旅行者號。

旅行者1號與木星示意圖 圖源：NASA

關於旅行者號

旅行者號太空探測器攜帶了一張鍍金的視聽光碟，如果飛船被太空中的智慧生命攔截，信息可以交換。它攜帶有地球的照片，也有名人演講、莫扎特音樂、鯨和兒童哭聲等形式的錄音。

旅行者1號的設計是由噴氣推進實驗室的科學家們開創的。它由16個肼（一種無機可燃液體化合物）推進器、定位裝置和陀螺儀組成，三軸陀螺儀用於保持衛星在太空中的正確方向，定位儀器有助於保持無線電天線指向地球。另外它還配備了8個備用推進器和11個額外的科學儀器，以便在飛過太空中不同行星和其他天體時研究它們。

旅行者1號的構造 圖源：Harvard University

旅行者1號設計了能在其飛行中長時間運行的通訊系統，該系統由直徑約3.7米的拋物面碟形天線組成。正是通過這種天線，位於地球上的太空監測站將發送和接收無線電信號，信號波被調製，使用的是s波段和x波段的頻率。當旅行者1號接近木星時，數據處理速率約為115.2 kbps。有時，當旅行者1號無法與地球直接通信時，它會使用一個數字記錄器記錄62,500 kb的數據，以便在以後的某個時間點進行轉發。在這種情況下，信息到達地球的時間取決於探測器與地球之間的直線距離，一般來說。按照去年2月的記錄是約16個小時。

旅行者1號在三個放射性同位素發電機（熱電）的幫助下獲得動力，每個發電機包含24個鈽238氧化物球。在發射期間，這三個發電機產生了大約450瓦的電力。電力輸出預計每運行87.7年減少一半，發電機預計將為許多操作提供動力直至2025年。

雖然等離子體光譜儀和光偏振測量儀系統已經開始出現問題，但宇宙射線系統、紫外光譜儀、三軸磁力計、等離子體波系統等科學儀器仍然在運行。

旅行者1號的發射和它的旅程

儘管旅行者1號的孿生探測器——旅行者2號發射時間比前者早了幾周，旅行者1號到達木星和土星的時間卻更早，因為它的路徑更短。1979年3月間，旅行者1號離木星最近，距離木星中心約34.9萬公裡，而早在同年1月它就開始拍攝這顆行星的照片了。大多數對於木星特徵的觀測都是在探測器近距離逗留的48小時內進行的，行星環首先被發現，然後木衛一（Io）上的火山活動第一次被觀測到，還有許多更重要的事實被發現。

旅行者1號和旅行者2號的軌道 圖源：NASA

旅行者1號在1980年11月飛近土星，最接近的時候是同年12月。探測器研究了巨大的土衛六（Titan）、它的大氣層以及在土星環中發現的其他複雜結構。

十年後，旅行者1號從外部拍攝了太陽系的全貌。1998年，它超越了先驅者10號（第一艘穿越小行星帶的宇宙飛船），成為距離地球最遠的、能與地球進行信號傳輸與接收的人造太空探測器。這個探測器的永恆使命是研究星際介質，它目前的速度約為每秒17.26公裡。

太陽系的邊緣 圖源：NASA

在過去的兩年裡，旅行者1號一直處於太陽系的邊緣或太陽風頂層。在這個區域內有從太陽向外運動的帶電粒子，以平衡從星際空間向內流動的氣體和塵埃。旅行者1號的探測儀顯示，所有太陽風已經減弱，當前位置的太陽粒子處於靜止狀態。

旅行者1號離開太陽系，開啟了星際空間探索的新時代，是太空探索領域的歷史性事件。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. 胖頭魚- thetimenow

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參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

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  • 旅行者1號飛不出太陽系
    1977年9月5日旅行者1號升空，40年後，NASA官方公布旅行者1號進入星際介質，由於太空並不是真空，距離太陽約125億公裡以外的空間屬於星際介質，由星際氣體和星際塵埃組成，廣泛分布氫分子、中性氫原子、游離氫，這些塵埃能有效阻止太陽風繼續向外太空擴散，所以科學家將太陽風能到達的範圍叫日球層，日球層以外就屬於星際空間了，目前旅行者1號傳回的信息顯示其已經檢測不到太陽風電荷，所以斷定已經飛出日球層
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  • 旅行者1號或許已經正式飛出太陽系!
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  • 旅行者1號飛行43年,在太空遇到什麼?究竟有沒有飛出太陽系?
    宇宙在140億年前一次大爆炸中形成，而地球則誕生於46億年前的原始太陽星雲，地球是太陽系中的一員，太陽系又歸屬於宇宙，並且在宇宙中有無數個太陽系般的星系，宇宙如此之大，人類對它的研究可以說微乎及微，目前而言，人類也僅僅只是對太陽系中地球周邊的幾個星球開始探測研究而已，就比如今天所介紹到的旅行者1號，也就是由美國宇航局研發的一艘無人空間探測器
  • 1977年發射的旅行者1號!快飛出太陽系了,信號要如何傳送呢
    大家都知道旅行者1號是由美國宇航局研製的一艘無人外太陽系空間探測器，截止到現在已有41年的時間，依然可以正常運行，這期間給科學家們傳達的信息和數據不計其數。如今旅行者1號正處於離太陽211億公裡的距離，不管旅行者1號離地球多遠，只要它上面還有足夠的能源，就可以向地球傳輸數據。很多網友感到疑惑，如此遠的距離，它是怎麼給地球傳信息的。
  • 太陽系是扁平的，旅行者號向上向下飛，是不是很快會飛出太陽系？
    7000――20000多個天文單位（1天文單位即日地平均距離，大約是1.49億公裡），星雲坍縮時，因角動量守恆使它的轉速加快，內部原子碰撞頻率加大，原始區域中央集中了大部分的質量，溫度也比周圍高。它的直徑2326公裡，稍小於2371公裡的冥王星，也屬於矮行星。二，美國上世紀七十年代發射的「旅行者一號和二號」探測器的確是沿著太陽的黃道面飛行的，並沒有垂直於黃道面向上下飛行，這裡面有兩個原因。1，旅行者探測器的最初任務要求決定了它們起初的飛行方向和路線必須沿著黃道面。當然任務結束後，它們確定了各自的飛行方向。
  • 旅行者1號飛出太陽系6年後,旅行者2號也飛了出去,進入星際介質
    旅行者1號飛出太陽系6年後，旅行者2號也飛了出去，進入星際介質人類在探索宇宙空間的時候，向太陽系內的天體發射了幾百個探測器，除了行星和衛星，還有小行星的探測器。除此之外，還有一種星際旅行的探測器，是為了探索宇宙空間的一種探測器，這其中最為出名的就是旅行者1號，這個飛行器現在已經飛出了太陽系，進入了星際空間中，那麼，旅行者1號到底是個什麼樣的探測器呢？快跟小編一起了解一下吧。旅行者1號是NASA發射的一個外太陽系探測器，它的重量只有815千克，發射與70年代，不過，這麼多年過去了，就算是現在依然還在正常工作。
  • 旅行者1號2號已經飛出太陽系了嗎?太陽系有多大?
    旅行者1號探測器於1977年9月5日發射升空，比同年8月20日發射的雙胞胎旅行者2號晚了16天，在對木星和土星及土衛六展開了探測後，直接向宇宙深處進發。截至2019年2月22日，旅行者1號距離地球約145個天文單位（220億公裡），相當於145倍地球到太陽的距離，是距離地球最遠的人造物。那它是否已經離開了太陽系範圍呢？我們得先弄清楚太陽繫到底有多大，太陽系的邊界到底在哪。
  • 為什麼旅行者1號飛離了太陽系，還能與我們保持聯絡的？
    作為一種高級智慧生物，人是一種非常喜歡旅行的生物，因為人們能夠從旅行中獲得美好的感官享受，有的人為了實現「世界那麼大，我想去看看」這樣的夢想，不惜辭掉了體面的工作，其實不僅個人擁有這樣的夢想，對於人類這個整體來說，也有一個宏偉的目標，那就是希望去宇宙中看看，要想實現這個目標，第一步首先要飛出太陽系，如果連太陽系都飛不出，星際旅行就是天方夜譚。
  • 旅行者1號將停止?太陽系外有「能量罩」,難怪無法飛出太陽系!
    太陽系外有「能量罩」？人類被困住了？一切都和地外文明有關？自從人類航天技術高速發展後，讓人類一睹宇宙風光，進入宇宙後讓大家產生了很多天馬行空的想法，可是仍然有很多問題困擾人類，人類幾十年的時間都沒能飛出太陽系，對此很多國家把自己的探測器發射進入太陽系內，目的是為了讓探測器走出太陽系，說起探測器我們不得不提一下旅行者1號，它在太陽系移動的過程中竟然發現了保護罩，對此不得不停止運行，這是怎麼回事？
  • 旅行者1號已經飛出了太陽系，人類是如何與它保持聯繫的？
    旅行者1號已經飛行了43年，由於距離遙遠，目前沒有技術能夠監視它的飛行畫面，只能通過無線電波與它保持聯繫。人類與它最後一次互動，是在2017年11月28日，工程師下達指令，修正了它的航線。 關於旅行者1號 旅行者1號是美國宇航局於1977年發射的外太陽系探測器，目前已經朝著深空連續飛行了43年。旅行者1號還有一個兄弟叫做旅行者2號，也是在1977年升空的。
  • 飛了整整41年的旅行者1號距離太陽有多遠?
    【每日科技網】　　旅行者一號，是由美國宇航局研製的一艘無人外太陽系探測器，總重815千克，1977年9月15日發射，迄今已經飛了40餘年，先後造訪過木星、土星，並且拍回了大量的高清圖片。也是目前為止離地球最遠的太空探測器，被譽為是「史上最孤獨的太空探測器」。
  • 旅行者1號工作了42年,它真的飛出太陽系了嗎?這只是開始!
    旅行者1號工作了42年，它真的飛出太陽系了嗎？這只是開始！旅行者1號是眾多的探測器當中，對於科學家們作出貢獻最大的一顆，曾經到訪過木星火星土星等等多個星球，從1977年發射一直到2018年到11月一直在正常工作，它為地球上的科學家們提供了多張星球的詳細的照片也是目前駛離地球最遠的一顆探測器了。現在的旅行者1號已經完成了自己的任務，向更遠的地方飛去了，那麼旅行者1號真的能夠飛出太陽系嗎？飛出太陽系的依據又是些什麼呢？