壽命僅剩16年,速度達到每小時6萬公裡的旅行者,將飛到何方?

2020-09-18 科學鴿

仰望星空大概是每個人都做過的事,對於很多居住在城市裡的人來說,因為城市嚴重的光汙染,就算有閒暇晚上看看天空,最多也就能看見視星等靠前的那麼些個天體。

五十多年前,在將太空人送入太空,探測器送上月球後,世界上對星空最有行動力的航天專家們就把目光投向了太陽系之外。


加裡·弗蘭德羅


1964年,噴氣推進實驗室的航空航天工程師加裡·弗蘭德羅通過對太陽系行星軌道的計算,在七十年代末,木星、土星、天王星、海王星和冥王星(現在被開除行星行列了)這五顆行星將能連接成一條直線,這是每隔175年才能遇見的窗口。

如果趁著這次機會發射一顆合理規劃軌道的探測器,就可以利用這些行星一次次完成引力彈弓加速,順便探測這些路過的行星。

第二年噴氣推進實驗室正式成立小組對這個概念進行探討,與向每個行星發送單獨的探測器相比,這個想法確實可以在更短的時間和更少的成本下,完成對地球外側行星的探測。


1969年,正值阿波羅11號成功登月的NASA成立了地外行星工作組,小組認為應該把這個任務分成兩部分執行,每次探測三個行星,這個計劃被稱為Grand Tour(壯遊,偉大的旅程),很熟悉的感覺有沒有,2016年三賤客跳槽到亞馬遜的新節目就是這個名字。

這個計劃將在1977年發射第一顆探測器訪問木星、土星和冥王星,而另一顆探測器將在1979年發射升空訪問木星、天王星和海王星。與單次走完五星的Grand Tour相比,這將使總的任務時間從13年縮短到7年半。

這年8月3日,23名科學家聯名向白宮提交Grand Tour計劃,獲得了時任美國總統尼克森的支持。1971年項目組提交任務預算,大約需要9億美元,順便單獨花1億美元研製新型深空探測器,這時國會老爺們再次經典演繹一番,因為才批准太空梭研製計劃,阿波羅計劃的錢還在持續的燒,偉大旅程計劃被直接砍掉。

水手號任務


科學家們只好退而求其次,拿水手號計劃的探測器改出兩顆探測器,只探測木星和土星,任務成本降到了八億美元之內,那個年代瘋狂燒錢的NASA再次夢想成真了。

首發探測器被命名為JST:旨在探測木星、土星和土衛六,第二顆為JSX:作為JST的備份星,如果JST發射順利的話,JSX就可以飛掠木星和土星後前往天王星和海王星。

發射日子定在了1977年的下旬,雖然是兩顆姊妹星,但是JSX針對飛掠觀測泰坦星做了專門的優化。在這年的三月,作為趁著170年一次五星對齊,飛掠完探測目標奔向太陽系外的兩顆探測器,科學家們很不情願將兩顆偉大的探測器叫「水手-木星-土星JST」和「水手-木星-土星JSX」如此枯燥的名字,他們決定重命名。

製作完成的探測器


距離發射只有四個月時,名字終於確定,JST改為「旅行者一號」,JSX改為「旅行者二號」。

1977年8月20日,備份星旅行者二號率先啟程,16天後的9月5日,旅行者一號緊隨其後。


旅行者的計算機使用的是維京號探測器的改進版本,內存只有68 kb,雖然聽起來挺荒謬的,但是在當年,這是最先進的技術。它的主要工作就是命令解碼,對各個設備進行故障檢測和修正任務表,並且要通過調整姿態控制天線指向,讓拋物面天線始終對準地球方向,藉助太陽進行修正。

儘管旅行者二號先出發十六天,但是一號和二號在逃逸地球引力後的環日軌道有所不同,二號更加圓,一號的橢圓形軌道離心率更大,造成一號比二號更早的到達木星和土星。

當旅行者一號在1980年11月抵達土星後,二號直到次年8月才抵達,因為旅行者一號對土衛六泰坦的順利飛掠探測,二號取消備份星的作用,加速開啟了自己偉大的旅程。


因為攜帶的核電池出發時只有470瓦,在探測完木星和土星後,核電池輸出功率降低至三百餘瓦,導致部分設備開始陸續關機,將更多的電力留給通信系統,保證和地球的穩定聯繫。

現在,已經離開太陽系的旅行者們電池輸出功率已經不足200瓦,11臺設備目前只有4臺還在工作;但這樣也不能改變了放射性同位素電池不斷衰減的現實,只能在保持通信的情況下,使用一些低功率儀器。

在2013年拍攝完最後一張照片後,旅行者一號的相機就再未打開,只有低能帶電粒子儀、宇宙射線子系統、磁力儀和等離子波子系統尚在發光發熱。

已經飛行43年零十二天的旅行者,截至昨天總裡程已經達到了150.6 AU,也就是225 億公裡;它目前的速度是16.9 km / s,每小時6萬公裡,按照科學家保守估計,它將在2025年再也無法支持起一臺科研設備的工作。

從那以後,它的電力只能和地球保持聯繫,了解它的情況,它們就像一個耳目健全的人,心力卻衰弱到無法支持,對外界毫無感知,只能通過無線電和地球一問一答,內容不再是任何科研數據和任務清單,互相接收到的電波只能說明對方還在。

飛向星際空間的旅行者一號


在保持目前的速度和方向下,2036年它發回最後一束電波時,距離我們310億公裡遠;它永遠也到不了離太陽系最近的比鄰星,一萬八千多年後,它的航行距離將達到一光年,此時和比鄰星達到最近距離,從比鄰星的側面3.21光年處飛過,100萬年之後將離太陽約50光年。

在宇宙尺度上,這只是剛剛能和隔壁行星系串門罷了,希望未來的星際航海者們能將它們倆超越,如果以慣性飛馳的旅行者們沒有被其它行星系的引力或者文明捕獲的話,它將像太陽系一樣,進入在環繞銀河系中央黑洞的軌道上,成為地球文明留給宇宙的紀念碑。(圖片來自網絡,如侵刪)


相關焦點

  • 393042公裡小時,探測器飛掠太陽,若以這速度飛行,多久到比鄰星
    雖然我們人類現在已經能夠探索太陽系內各大行星,甚至可以將探測器送上太陽系內外星球的表面,但是這個過程是很艱難的。如我們今年將會有多個火星探測器蓄勢待發,即將在7、8月份擇機發射升空,前往火星。這些前往火星的探測器預計需要長途奔襲幾個月,才能到達火星軌道。火星,離我們地球相對較近,到達更加遙遠的外星球,耗時時間更長,如旅行者1號探測器在外太空飛行了40多年,至今都還沒飛出太陽系。
  • 人類飛船速度有望在2050年前獲得重大突破,每小時可達160萬公裡
    而大星系之間的距離那就更遠了,比如銀河系和仙女座星系的距離達250萬光年,而銀河系的直徑也有10萬光年。如此浩瀚的宇宙,如果飛行器的速度不夠快,根本不可能去探索研究。人類雖然走出了地球,但是飛行器要飛出地球,主要還是依靠化學燃料的助推,而化學燃料它的能量級是有限的,最多只能將飛船和火箭加速到每小時40000公裡。
  • 飛了43年,旅行者號現在到了哪裡?它靠什麼與地球聯繫?
    因此旅行者號是人類除了阿波羅計劃以外,最偉大的智慧結晶。那麼今天旅行者號飛到了哪裡?它們如何與任何保持聯繫?旅行者1號實際上比2號晚發射了一個月,因為探測器故障的原因而推遲。這兩個探測器採用的不同的飛行路徑,並且速度不同,1號所獲得的初始速度更快一些。
  • 人類製造最快的物體,時速達到70萬公裡,但星際旅行還是很遙遠
    汽車一般是120公裡每小時,高鐵可以達到300公裡每小時,戰鬥機可以達到2000公裡每小時,而人造衛星的速度則能達到2萬8公裡每小時!當然遠遠不是,還有很多人造物的速度要比這更快。1974發射的「太陽神一號」,其巔峰速度達到96200米/秒(每小時34.6萬公裡)的相對地球速度!當然, 太陽神2號探測器其實達到過更快的速度,在1989年1月達到98900米/秒(每小時35.6萬公裡)的相對地球速度,不過遺憾的是,此時的探測器已經完全不受人類人控制,已經成為太空物體,不能算成太空飛行器了。
  • 來到227.64億公裡外,飛了43年後的旅行者1有何發現?
    旅行者1號正以每秒16.9995公裡的超快速度繼續遠離太陽系,探索未知的星際空間。1號是世界上首個突破日球層的太空飛行器,也是人類目前飛得最遠的人造物,就算我們現在發射一艘光速飛船去追趕旅行者1號,也要等到21小時5分33秒後才能超越它。
  • 來到227.64億公裡外,飛了43年後的旅行者1有何發現?
    外太空的浩瀚讓我們意識到人類的渺小和短暫,不過這並不代表我們就已經放棄了探索的熱情,要知道在227.64億公裡外,旅行者1號正以每秒16.9995公裡的超快速度繼續遠離太陽系,探索未知的星際空間。
  • 最高時速8.4萬公裡,「新視野號」探測器能夠飛出太陽系嗎?
    事實上,我們已經有多個探測器飛出了太陽系,其中就有著名的旅行者1號探測器和旅行者2號探測器。目前這兩個探測器的部分設備還能正常運行,預計還有5年的壽命。意味著,預計在5年以後,我們將會與它們失去聯繫。未來,我們是否會有新的探測器可以飛出太陽系呢?答案當然是有的,而且可能已經在路上了。目前,NASA的一個名為「新視野號」探測器正位於冥王星以外的柯伊伯帶。
  • 43年飛行223億公裡,「旅行者一號」使用了什麼作為動力?
    截止2020年6月8日,1977年9月5日發射的旅行者一號已經在宇宙中默默飛行了快43年的時間。此時距離地球約223億公裡,和地球單程通訊需要20小時36分鐘,飛行速度約為55000公裡每小時。如果不算佔據天然優勢的帕克太陽探測器(24.7萬公裡每小時),那麼「旅行者一號」絕對是人類最快的飛行器,同時也是距離地球最遠的飛行器。
  • 已飛到181億公裡外,30年前訪問藍色星球,旅行者2號還在飛
    ,給人類留下了美好記憶,越過火星公轉軌道,穿越亂石飛舞的小行星帶,以57萬公裡與木星親密接觸,邂逅土星,從8100公裡高度掠過天王星,最後以4950公裡距離訪問了海王星,這也是人造物首次近距離訪問藍色星球。
  • 「超級高鐵」將誕生,每小時的速度1200公裡,環球僅僅需要6小時
    以前世界各國想建高速鐵路就去日本學習,現在中國的高速鐵路事業發展到世界第一的水平,成為很多國家效仿的對象。中國的高速鐵路速度已經達到了每小時350公裡。在中國國內,只要坐高速鐵路,就能迅速輕鬆地到達目的地。再像火車一樣,有些要坐幾個晚上才能到達。中國的高速鐵路事業有了次大的發展,成為人民引以為傲的資本,這一切都離不開我國科研人員的努力。
  • 旅行者2號已經飛行了181億公裡,6年後它也將消失在宇宙中
    不過現在因為受到技術的限制,我們的探測器大多只能在附近的行星上進行探測,不過1977年美國發射的旅行者2號卻已經駛離了太陽系。1977年的時候,美國宇航局通過計算發現當時木星、土星、天王星以及海王星所處的排布滿足探測器的觀測需要,而這種排布要176年之後才會再次出現,所以他們也發射了旅行者2號,準備探測這些星球。
  • 飛行43年,距離地球223億公裡,旅行者1號的結局是什麼?
    截至2020年8月28日,旅行者1號已經在太空中飛行了42年零11個月22天,距離地球223億公裡,是迄今為止距離地球最為遙遠的人造物體。到目前為止,旅行者1號仍然通過美國宇航局的深空網絡與地球保持聯繫。
  • 別對速度一無所知,人類發展達到的最快速度有多快了?
    1947 年 10 月 14 日,試飛員查理斯.耶格爾駕駛 X-1-1 在 43000 英尺的高空飛出了 1.06 馬赫的高速,從而邁出了人類超音速飛行的第一步。美國X-15飛機,這款飛機在試飛的時候就達到過6.72馬赫的速度,相當於7千公裡/小時的時速,是目前所有飛機中最快的速度,目前任何一款飛彈都追不上。
  • 旅行者1號還要多久才能飛到下一個星系?
    旅行者1號已經在太空中飛行超過40年的時間,它也是飛得最遠的人造物體,目前距離太陽大約216億公裡。這艘無人探測器正以17公裡/秒的速度飛向星際空間,但它並不能飛到其他星系。因為在太陽系所在的位置(距離銀心2.6萬光年),擺脫銀河系的引力束縛所需的逃逸速度高達550公裡/秒。
  • 飛行43年,距離地球223億公裡,旅行者1號的最終命運是什麼?
    旅行者1號目前的情況旅行者1號於1977年9月2日發射升空,是美國宇航局專門研究外部太陽系的旅行者計劃的一部分。截至2020年8月28日,旅行者1號已經在太空中飛行了42年零11個月22天,距離地球223億公裡,是迄今為止距離地球最為遙遠的人造物體。到目前為止,旅行者1號仍然通過美國宇航局的深空網絡與地球保持聯繫。
  • 宇宙6大速度,人類僅僅達到第三,達到第六可以飛到宇宙邊緣!
    宇宙6大速度,人類僅僅達到第三,達到第六可以飛到宇宙邊緣!現在通過科普大家都知道宇宙速度是指物體擺脫重力的速度。到目前為止,人類已經達到了第一和第二宇宙速度,並且正在與第三宇宙速度作鬥爭姑且算達到了,但這並不是極限。
  • 世界上速度最快的5個人造物體,每小時72萬公裡
    人類,達到了每小時44.64公裡,但是和一些速度驚人的人造物體比起來,他就如同在爬行一般,下面為您盤點世界上最快的幾個人造物體!但是世界上最快的汽車確是音速之風陸地極速車,它由火箭提供動力,速度達到3218公裡/小時!
  • 旅行者一號可能會為人類引來災禍,科學家後悔了,但無法將其摧毀
    現在的它以每小時6萬公裡的速度飛向宇宙深處,離我們越來越遠。,從它誕生開始,科學家們就已經為它繪製出了穿越多個行星的飛行路徑,行星自帶的引力將幫助它加速並且達到接近完美的飛行,同時,它攜帶的放射性同位素熱電發電機在重力不加速的情況下會被減少使用,這個功能能大大延長旅行者一號的使用壽命。
  • 1957年一個計算錯誤,人類創造了核動力井蓋,時速24萬公裡
    它當年經過木星和土星的引力加速後,最快速度曾達到了35公裡/秒。經過數十年的減速,目前的速度為17公裡/秒。以旅行者1號目前的速度,繞地球飛行一圈只要不到40分鐘。此外,雖然還有一些太空飛船無法飛出太陽系,但它們的速度遠快於旅行者1號,例如,NASA的太陽神1號,它在1976年最接近太陽時,速度加速到最快的70.2公裡/秒;而能夠更接近太陽的
  • 人類要飛出太陽系 需花費時間將近1萬年
    世界上最快的飛機可以達到每小時1萬1260公裡的時速(2004年11月16日,美國NASA的X-43無人飛行器,最大速度9.6馬赫),依照這樣的速度,飛越一光年的距離需要用9萬5848年。而常見的客機大約是885公裡/小時,這樣飛行1光年則需要1220330年≈122萬年。目前以人類現有的航天技術而言,想要飛一光年,必須是需要大量的時間,我們仍然無法造出能夠短時間內行駛一光年的空間飛行器。