V1可能已經邁進了星際空間
古曲 《流水》 遇知音
如果地球文明甚至太陽系被某種未知原因毀滅，還有什麼能證明人類曾經存在過，並創造了如此輝煌的文明史？
女作家安•德魯彥（Ann Druyan）可能從來沒有想過，這樣一個關乎永恆的問題，竟然給她帶來了愛情，這份愛情見證還被「旅行者1號」和「旅行者2號」帶到了外太空，發送給可能存在的外星人。這個後來成為她丈夫的人就是卓有成就的行星天文學家、科普作家兼美國航空航天局（NASA）的科學顧問卡爾•薩根（Carl Sagan）。
薩根是紐約俄羅斯裔猶太移民的後代，父母雖然沒有什麼文化，但很重視孩子的教育，讓他從小擁有了良好的科學素養。1939年，父母帶著5歲的薩根參觀了紐約世界博覽會。在世博會上，他目睹了「西屋時間膠囊」（Westinghouse Time Capsule）的掩埋儀式。這個膠囊和1964年埋下的「時間膠囊2號」將於6939年被打開。
卡爾•薩根從一開始就參與了美國的太空計劃。從1950年代起，他就成為NASA的科學顧問。除了準備月球和太陽系太空飛行器的實驗項目，薩根還在太空飛行器上加載了自己的「時間膠囊」，1972年發射的太空飛船先驅者10號、1973年發射的11號上都攜帶了一塊鋁製的鍍金銘牌，上面刻下了人類的形象及地球在宇宙中的位置。
1977年，美國航空航天局「旅行者項目」人事部門要求薩根「為可能遇到的外星文明準備一些信息」。薩根為此召集了一個小型委員會，準備「第一次接觸」。安•德魯彥回憶說，「當卡爾首次向我和蒂姆•費裡斯提出這個項目那一刻，感覺就像一個神話。」
1970年代流行的信息記錄技術是一種8軌磁帶。這不是個好選擇，因為磁帶容易降解，尤其是來自空間的輻射和磁場會迅速消解磁帶上的信息。後來一生致力於尋找外星文明信號的射電天文學家弗蘭克•德雷克提出製作一張金屬唱片，因為唱片這種古老技術被外星人理解並解讀的可能性相當大。只要進行合適的屏蔽，金屬唱片上的蝕刻信息能夠保存幾百萬年。在一次餐桌會議上，委員會最終決定選擇90分鐘的樂曲和100張左右的照片，作為與外星文明第一次接觸的見證。
在語言問候方面，薩根求助於康奈爾大學外語系，收集了從最古老的蘇美爾語到一個5歲美國孩子所說的共計55種語言的問候。在西方音樂中，貝多芬的《第五交響曲》（命運）、查克•貝裡的搖滾《強尼•B•古德》入選，披頭四樂隊雖然非常希望把《太陽出來了》送上太空，但因為樂隊沒有這首歌的版權而作罷。
中國音樂方面，擔任創意總監的安•德魯彥經過艱苦搜尋，找到了流傳2500年的古曲《流水》（演奏者是中國古琴演奏家管平湖），激動之餘，她給薩根打電話報告這個消息，由於薩根不在，她在答錄機上留了言。此前他們只是工作上的熟人和朋友，僅此而已。一小時後，薩根回了電話，通話結束時，他向安提出求婚，安答應了。安回憶說：「我一放下電話，就尖叫著跳了起來。」這是1977年6月1日。
沉浸在愛情甜蜜中的安又提出了一個新的想法，錄一段腦電波的聲頻文件放在唱片中，算是給未來先進的外星文明出一道題，看看他們能否破譯腦電波裡的想法。這個提議深獲薩根和其他委員的歡心，他們鼓動安親自來錄製。於是這個27歲的年輕女人的腦電波與聯合國秘書長和美國總統的問候、鯨和狗的叫聲以及116張照片、90分鐘的音樂在兩個多月後被旅行者1號、2號送入太空。卡爾•薩根主持設計的「金唱片」成為人類對外星交流史上重要的「時間膠囊」，其中內容被他收集整理為《地球之音》（Murmurs of Earth）。在後來的日子裡，安•德魯彥和卡爾•薩根共同創作了史上最受歡迎的科普電視片《宇宙》，合寫了幾本科普著作。他們於1981年結婚，相伴終生，直到1996年卡爾去世。
卡爾•薩根
1977年，科研人員在旅行者1號上安裝金屬唱片
旅行者1號攜帶的唱片
「水手」升級變「航海家」
旅行者項目的誕生可謂天時、地利、人和。
1977年的美國已經在太空競賽中遙遙領先於冷戰對手蘇聯。20年前（1957年10月4日），蘇聯石破天驚地發射了人類歷史上第一顆人造衛星斯波尼克（Sputnik），人類正式進入太空時代。為了應對來自「頭頂上」的威脅，艾森豪總統下令成立美國航空航天局，統籌航天相關技術和計劃。1961年4月12日，蘇聯太空人加加林成為第一個進入地球軌道的人，蘇聯再度領先。5月25日，美國總統甘迺迪在演說中聲稱美國應該在10年之內「把太空人送到月球上並安全返回」，確定了首先登陸月球的目標。1969年7月20日，尼爾•阿姆斯特朗和巴茲•奧爾德林乘坐阿波羅11號登上月球。到1972年為止，共有12名太空人登上月球。
美蘇雙方實行不同的航天體制。蘇聯的航天計劃由國家通過軍方秘密掌控，軍方擁有並經營所有的發射場、地面控制中心和太空活動，這種軍事依賴導致了航天工業完全基於國內工業水平，與民用部門和國際隔離。1966年總工程師科羅廖夫去世後，蘇聯航天戰略一度失去了方向。NASA雖然和軍方淵源甚深，在項目合作上雙方多有相互支持，但美國1958年通過的「空間法」確立了航天工業的民用性質，把眾多的基礎工業分散到多個公司甚至國際公司去，充分利用整個西方世界的智力資源。這是導致雙方發展後勁不同的根源。
在阿波羅登月計劃的同時，NASA噴氣推動實驗室制定了雄心勃勃的探測太陽系的「水手計劃」（Mariner program），對近鄰行星展開近距離觀測。水手號探測器是在徘徊者月球登陸探測器基礎上改進而來的。「水手計劃」共發射了8艘探測器，對火星、金星、水星進行了成功的探測。尤其是水手10號連續觀測了金星和水星，是第一艘觀測兩顆行星的探測器，利用的是「引力彈弓」技術。
引力彈弓，也叫作引力加速技術，即當太空飛行器進入一個行星引力場時，會被引力場加速或者減速，從而改變其軌道和速度。早在1919年和1925年，科學家尤裡•康德拉圖克和弗裡德裡希•詹德已經提出類似的構想。但他們沒有意識到，行星沿飛行器軌道施加的引力助推能夠推動飛行器，從而減少行星際航行的燃料消耗，後面這個設想是噴氣推動實驗室23歲的研究生麥可•米諾維奇（Michael Minovitch）在1961年提出來的。1974年2月，水手10號從距金星5760公裡處飛過，在金星引力幫助下朝水星前進，離水星最近時只有700公裡，其後進入太陽軌道。在一年多時間裡，水手10號一共對水星進行了3次觀測，拍攝了一萬多張圖片，覆蓋水星表面的57%。這是人類第一次近距離觀測水星，直到2011年，信使號才再次訪問水星。
在制定太陽系遠處的氣體巨行星（木星、土星、天王星、海王星）以及冥王星的觀測計劃時，噴氣推動實驗室遇到了困難，即使用當時威力最大的大力神3號-半人馬座火箭，也要花相當長的時間：到天王星需要16年，到海王星需要30年！漫長的時間足以讓任何組織放棄這樣的計劃。
幸運的是，1965年當分析專家蓋瑞•弗蘭德羅（Gary Flandro）進行木星任務研究時發現，這幾顆大行星將進入一個罕見排列結構。藉助引力彈弓技術，探測器飛行經過太陽系所有的大行星只需要9年！每經過一顆行星，就能夠增加一次速度，更快地飛向下一顆行星。這種排列176年才會出現一次，最近的發射日期就在12年後。這個時間對科學家們精心準備來說足夠長，而作為科學目標來說又足夠近，機會實在太好了，令人無法拒絕。
噴氣推進實驗室主任皮克林（William H. Pickering）提議打造一個探測小分隊，兩顆按照木星—土星—冥王星的路線走，另外兩顆按照木星—天王星—海王星的路線走，但因經費削減，調整為兩顆，即把水手11號、12號命名為「航海家1號」、「航海家2號」，由於翻譯習慣，我們稱之為旅行者1號和旅行者2號。
與此同時，NASA還提出兩項支持計劃。一項是前面提到的水手10號，在金星和水星之間進行引力彈弓技術實驗。另一項是由埃姆斯研究中心（Ames Research Center）繼續執行的先驅者計劃。用先驅者10號、11號作為旅行者計劃的先導，驗證通過火星和木星軌道之間的小行星帶時，微小天體對太空飛行器的威脅程度，檢驗木星磁場對太空飛行器的威脅。先驅者10號、11號於1972年、1973年發射，經過木星加速飛向土星，它們是第一批拜訪木星和土星的探測器，1989年它們越過了冥王星軌道，飛向更深的太空。它們都攜帶著薩根設計的地球名片。
確認技術成熟和旅途安全之後，旅行者1號和2號也在1977年起航了。
旅行者1號拍攝的土衛六大氣層，隱約可見分層結構
旅行者1號捕捉到的木衛一火山噴發。圖中可見星羅棋布的火山口
旅行者1號拍攝的木星大紅斑（1979年）
外太陽系風光
1977年8月20日，旅行者2號從佛羅裡達州的卡納維拉爾角由大力神3號E-半人馬座火箭首先發射，9月5日，旅行者1號也成功發射升空，開始了它們光榮而漫長的遙遠徵程。雖然旅行者1號比2號發射要晚半個月，但它進入了運行軌道速度更快，所以在當年12月就趕上了2號，並率先於1979年到達木星。之後由於有效的引力彈弓效應的加速作用，旅行者1號的飛行速度比現有任何一個飛行器都要快，從而成為離太陽最遠的太空飛行器，超過了先驅者10號和11號。
旅行者2號飛行速度較慢的飛行軌跡，但也「因禍得福」，能夠保持在黃道面（即太陽系眾行星的軌道水平面）上，藉此在1981年的時候透過土星的引力加速飛往天王星和海王星，成為第一艘造訪天王星和海王星的太空飛行器，完成了藉這個176年一遇的行星幾何排陣而造訪4顆氣態巨行星的機會。旅行者1號則早早地偏離了黃道面。
旅行者1號、2號裝有廣角和窄角電視攝像機，帶有直徑3.7米的大型高增益天線，發射質量815千克，有16臺小型發動機，可精確調整其姿態，從而能更加細緻地觀測目標行星。
1979年1月，旅行者1號首次開始對木星進行拍攝。同年的3月5日，它飛行至距離木星中心349,000公裡的最近點。由於從如此近距離掠過，以及高清的相機解析度，這位「航海家」在48小時的近距離飛行中，得以對木星的衛星、環、磁場以及輻射帶作深入了解及高解析度拍攝。整個拍攝過程最終於同年4月完成。
旅行者1號對木星及其衛星的觀測有了不少重要發現，發現了新的衛星、輻射帶性質，而且發現了木星竟有前所未見的行星環，環非常細小暗弱，地面望遠鏡難以發現。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，就連先驅者10號及11號也未觀察到。木衛一的活動能量來自木星巨大的潮汐引力。
藉助木星的引力作用，旅行者1號加速朝土星的方向進發，於1980年11月掠過土星，距離土星最近不到124,000公裡。旅行者1號探測到美麗的土星環的複雜結構，並且對土衛六上的大氣層進行了觀測。由於發現了土衛六擁有濃密的大氣層，噴氣推進實驗室的控制人員最終決定讓旅行者1號駛近土衛六，這個決定也讓它的軌跡向北偏離黃道面，造訪天王星和海王星的任務只得交給旅行者2號。
離開土星之後，旅行者1號執行拍照任務已經很少了。1989年，它已越過相當於冥王星軌道，位置在黃道偏北32度。在1990年情人節，它拍下了最後一批照片，這就是著名的暗淡藍點與太陽系全家福。
卡爾•薩根多年以來就有這樣的想法，讓「航海家」在將要離開太陽系之前，回望一眼地球。關於地球的著名照片有兩張，一張是1968年阿波羅8號在月球上拍攝的「地出」，地球從月球上方升起；另一張是1972年阿波羅17號前往月球途中回望地球，蒼茫的非洲大地和雲系清晰可見。這兩張照片讓人們看清了地球只是一顆普通行星，這是人類認識自我的偉大成就。
薩根希望旅行者1號在太陽系邊緣回望地球再拍攝一張照片，讓人類退後一步，看清地球其實只是浩瀚宇宙中的一個毫不起眼的小不點。但拍攝這張照片阻力很大。首先這時候旅行者1號任務已進入尾聲，工作人員陸續離開；而且這時地球離太陽非常近，鏡頭指向過於靠近太陽，可能會受到損害；要拍攝照片就需要把任務期延長6個月，花費也不菲。薩根多次呼籲無果。1989年，他抓住機會最後一次提出呼籲，並將他的願望告知當時美國宇航局局長、海軍上將理察•特魯利。海軍上將被薩根說動，批准這個動作。當時旅行者1號距離地球40億公裡，拍攝照片的時間是1990年2月14日。
噴氣推進實驗室的行星天文學家康迪斯•漢森-科哈徹克（Candice Hansen-Koharcheck）是第一個見到這張照片的人。那天下午她獨自一人在辦公室，拉上窗簾，屋裡一片漆黑，她說：「我知道數據已經送回來了，我想看看它是什麼樣。」她找到了它。它看起來只有兩三個像素大小。（實際上）由於鏡頭幾乎正對著太陽，支架反射的一縷光線正好籠罩住這個光點。康迪斯第一感覺是脊背發冷。但這就是我們的地球。旅行者1號也替金星、木星、土星、天王星、海王星拍攝了類似的照片，從而構成一幅太陽系全家福。因為位置和太陽的影響，無法拍攝到水星和火星。
根據這張照片，薩根後來寫成了科普名著《暗淡藍點》。他說：
再看看那個光點，它就在這裡。那是我們的家園，我們的一切。你所愛的每一個人，你認識的每一個人，你聽說過的每一個人，曾經有過的每一個人，都在它上面度過他們的一生。我們的歡樂與痛苦聚集在一起，數以千計的自以為是的宗教、意識形態和經濟學說，所有的獵人與強盜、英雄與懦夫、文明的締造者與毀滅者、國王與農夫、年輕的情侶、母親與父親、滿懷希望的孩子、發明家和探險家、德高望重的教師、腐敗的政客、超級明星、最高領袖、人類歷史上的每一個聖人與罪犯，都住在這裡——一粒懸浮在陽光中的微塵。
在浩瀚的宇宙劇場裡，地球只是一個極小的舞臺。想想所有那些帝王將相殺戮得血流成河，他們的輝煌與勝利，曾讓他們成為光點上一個部分的轉眼即逝的主宰；想想棲身於這個點上的某個角落的居民，對別的角落幾乎沒有區別的居民所犯的無窮無盡的殘暴罪行，他們的誤解何其多也，他們多麼急於互相殘殺，他們的仇恨何其強烈。
我們的心情，我們的妄自尊大，我們在宇宙中擁有某種特權地位的錯覺，都受到這個蒼白光點的挑戰。在龐大的包容一切的暗黑宇宙中，我們的行星是一個孤獨的斑點。由於我們的低微地位和廣闊無垠的空間，沒有任何暗示，從別的什麼地方會有救星來拯救我們脫離自己的處境。
地球是目前已知存在生命的惟一世界。至少在不遠的將來，人類無法遷居到別的地方。訪問是可以辦到的，定居還不可能。不管你是否喜歡，就目前來說，地球還是我們生存的地方。
有人說過，天文學令人感到自卑並能培養個性。除了這張從遠處拍攝我們這個微小世界的照片，大概沒有別的更好辦法可以揭示人類妄自尊大是何等愚蠢。對我來說，這強調說明我們有責任更友好地相處，並且要保護和珍惜這個淡藍色的光點——這是我們迄今所知的惟一家園。
太陽系全家福
暗淡藍點
告別太陽風
拍攝完太陽系全家福之後，為了節約能源，噴氣推進實驗室關閉了旅行者1號的相機，並刪除了相關數據和程序。因為不需要它繼續拍攝星空了，而且觀測星空的話，今天地球上的業餘望遠鏡就能做得更好。雖然旅行者1號探測行星的主要任務已經結束，但另一項任務仍在持續，即對太陽風進行粒子測量，尤其要尋找太陽風頂。
所謂太陽風，即從太陽表面吹出的高速粒子和磁場。在太陽表面，風速可達750公裡/秒（每小時百萬公裡）。隨著太陽風向宇宙空間擴散，速度會逐漸降低，最終與星際空間的氣體相遇，形成所謂的日鞘層，鞘層以內由太陽風主導的區域稱為日球層。太陽物理學家猜測，在日鞘層附近，太陽風速度逐漸降為零，來自銀河系的星際風逐漸佔據主導。
旅行者1號攜帶著粒子能量探測器、磁力計、射電等離子波探測器和紫外探測器，用於探測太陽風粒子的能量和磁場方向。從粒子成分和能量變化，以及磁場的方向可以判斷日鞘層的位置。只是這一區域的存在之前完全是憑理論推測，還沒有太空飛行器涉足。從2010年起，旅行者1號探測器發現了太陽風粒子速度停止的跡象，從6月起，太陽風的讀數一直為零。2012年6月，科學家分析認為，旅行者1號已經到達了太陽風的邊緣，即將進入星際空間。
這一消息公布後，被媒體解讀為旅行者1號「即將離開太陽系」，引起了普遍轟動和持續關注。這究竟是NASA的口誤，還是媒體的誤讀，不得而知。其實長久以來，天文學家也一直在爭論太陽系究竟有多大。太陽只是銀河系裡一顆中等偏小的普通恆星，離我們最近的比鄰星半人馬座阿爾法也有4.3光年。太陽系的範圍不僅包括八大行星和小行星帶，還有冥王星所在的柯伊伯帶（30～50天文單位。1天文單位=1.5億公裡）。而且天文學家猜測，更遠處還有奧爾特雲（5萬～10萬天文單位）。柯伊伯帶和奧爾特雲是彗星的發源地。中國探月總工程師歐陽自遠院士指出，太陽系的範圍應該是15萬億公裡（10萬天文單位）至30萬億公裡（20萬天文單位）。
而日球層的大小，也就是太陽風能夠抵達的確切位置，科學家們並沒有把握，只有太陽粒子數量的減少、磁場方向的變化和銀河宇宙線數量的增多，能夠告訴他們旅行者1號究竟是否穿透了日球層頂（heliopause），也就是太陽等離子體與星際空間等離子體的邊界。
2013年9月12日，NASA發布消息確認：「旅行者1號已經到達了從來沒有探測器到達過的空間，這是人類科學發展史上的裡程碑。」
旅行者1號上等離子波科學設備的首席研究員、美國艾奧瓦大學的唐•古內特（Don Gurnett）及其團隊，提供了2013年4月9日到5月22日之間的電子等離子體振蕩的測量結果，當時旅行者1號所處的空間區域裡，電子的密度大約為每立方釐米0.08個。而按照現有的模型，星際介質的電子密度應該介於每立方釐米0.05到0.22個電子之間。他們在回顧歷史數據時，發現2012年11月電子密度大約是每立方釐米0.06個。
不過旅行者1號不能直接測量等離子體數據，必須尋找其他方法進行驗證。2012年3月太陽表面爆發了一次大規模的日冕物質拋射，這些物質在13個月後達到了旅行者1號所在位置，引起了儀器指數的震蕩。這些數據表明，來自星際空間的粒子濃度已經超出日球層邊緣的40倍！
這一系列相關資料證明，旅行者1號在2012年8月25日就已脫離了太陽風的範圍，當時距離太陽大約121個天文單位。加州理工大學科學家埃德•斯通（Ed Stone）說：「現在，我們掌握了新的關鍵數據，我們相信這是人類邁入星際空間的歷史性一步。雖然還需要時間來分析這些觀測，弄清它們的意義。但現在可以回答那個我們一直在提的問題了：『我們到了嗎？』是的，我們到了！」
抵達日球層頂，一直是日球層研究領域的聖杯。現在看來，似乎可以肯定，旅行者1號已經完成了這項任務，開始朝向更新更陌生的星際空間前進了。
旅行者1號已經飛行了整整36年，距離我們接近190億公裡，它的信號到達地球需要17個小時。它攜帶的天線發射功率只有23瓦，到達地球時只有1瓦的萬億億分之一被天線接收到。發回的數據大約每秒16位元組，由NASA的深空網絡接收。要感謝這些年來射電技術的進步，讓我們可以收到來自「航海家」的信息。
旅行者1號、2號，都是以3塊放射性同位素熱電機作為動力來源。這些發電機目前已經大大超出了起先的設計壽命，一般認為在大約2020年之前仍可提供足夠電力令太空飛行器能夠繼續與地球聯繫。一旦電池耗盡，旅行者1號將繼續孤獨地向銀河系中心前進，但再也不會向地球發回數據了。
如今，旅行者1號以每年3.5天文單位的速度遠離太陽，軌道離開黃道面偏北35度，直到公元40272年才會到達1.7光年遠的小熊星座AC+79 3888。旅行者2號的速度每年3.1個天文單位，軌道離開黃道面偏南48度，它在4萬年後會經過1.7光年遠的仙女座恆星羅斯248——如果它們之前沒有被外星文明截獲的話。
祝它們好運！
旅行者金唱片
旅行者1號上攜帶了一張銅質磁碟唱片，內容包括用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。唱片厚12英寸，鍍金表面，內藏留聲機針。55種人類語言包括了古代美索不達米亞的阿卡得語等非常冷僻的語言，以及漢語普通話和3種方言（閩南語、粵語、吳語）。
另外，唱片還包括了以下內容：
時任聯合國秘書長庫爾特•瓦爾德海姆的問候。
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。我們正努力活過我們的時代，進入你們的時代。」
一個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》等。
115幅影像，包括太陽系各行星圖片、人類生殖器官圖像及說明等。
旅行者1號和2號的位置