旅行者2號的使命是什麼?它如今飛到哪兒了?

2020-12-04 天文在線

旅行者2號為何設計成這樣？它要探索什麼宇宙奧秘？它現在在哪兒？

旅行者2號

版權所有：NASA圖像

旅行者2號是一艘重772kg的空間探測器，於1977年8月從卡納維拉爾角41號發射基地發射升空。這次任務的目的是研究外太陽系和星際空間。

外太陽系

版權所有：NASA

雖然旅行者2號比他的姊妹空間探測器旅行者1號早兩周發射，但旅行者1號卻超過了旅行者2號。這是由於旅行者2號用了實質上更長更圓的軌線發射。發射至今，旅行者2號已經運作了約35年。與旅行者1號、先驅者10號和11號一樣，它是在宇宙中飛行最遠的人造物之一。

這艘空間探測器的任務清單很長，包括研究太陽系的外端、太陽圈、庫伯帶以及星際空間。而旅行者2號被認為是唯一一艘到訪過海王星和天王星這兩個巨行星的空間探測器。

旅行者2號任務的歷史

整個計劃的出發點是開發一個行星排列，並在太陽系的外行星旅行：木星，土星，天王星和海王星。空間探測器的設計是在其旅行中利用重力輔助技術，使其可以只用少量推動劑和更短的時間飛越一顆又一顆行星。然而，由於預算的限制，這次行程被縮減為飛越木星和土星。

噴氣推進實驗室

雖然旅行者2號最初是以水手號任務為基礎，但是由於巨大的差異性，前者更名為旅行者號。

旅行者2號於1979年飛越木星，1980年與土星相遇，1986年和1989年分別到訪了天王星和海王星系統，此後其預定任務結束於1989年12月31日。在旅行者1號飛越土星的衛星土衛六之後，旅行者2號的任務便擴展到了天王星和海王星。

旅行者2號的儀器設計

噴氣推進實驗室設計了旅行者2號空間探測器。他們採用了陀螺儀，三軸穩裝置，以及16個以聯氨作為推進劑的推進器，所有這些設計都有助於將高增益天線指向地球。其中，聯氨罐是球形的。不僅大多數的儀器都有相同的替代品，備用的推進器也提供了8個。這些儀器用於高度與關節控制的子系統的一部分。除了所有這些外，該空間探測器還裝有另外11個儀器，用於研究太空中的物體，以及在探測器經過它們時能進行天體觀測。

高增益天線是旅行者2號通訊系統的一部分。天線很大（3.7米拋物線），通過深空網絡接收和發送數據。通訊發生在S波段頻率（上行通訊，波長為13釐米）和X波段頻率（下行通訊，波長為3.6釐米）。從木星傳輸的數據速率高達115.2kbps。

卡納維拉爾角

遵循無線電通訊的平方反比定律，數字數據的速率隨距離的增加而持續下降。當旅行者2號空間探測器偶爾無法通過天線進行通訊時，會啟動一個數字磁帶錄音機，記錄高達62,500kb的數據，等恢復通信能力後再將數據傳輸。

太空探測器由三個放射性同位素熱電發電機提供動力。這三個發電機是端對端安裝的。每個發電機有24個鈽-238球，並在發射時產生157瓦的功率。三個發電機在發射時為空間探測器提供470瓦的累計輸出功率。鈽-238的半衰期為87.84年。因此，估計在其發射34年後，發電機將提供近76%的初始電力。然而，2011年旅行者2號產生的電量已經下降到了269.2瓦。隨著功率的降低，空間探測器中的一些負載必須關閉，從而也限制了其功能。

旅行者1號與旅行者2號任務

熱電發電機將為空間探測器提供電能，它有足夠的推進劑使其運行到2025年。之後，科學儀器可能會因電力不足而無法運作，而停止運作也意味著不再傳輸科學數據。

探測器重722千克，其中儀器重量約為105千克。這些科學儀器中包括紫外光譜儀（有效），紅外幹涉光譜儀（失效），三分量磁通門磁強計(有效)、等離子體光譜儀(失效)和等離子體波系統(部分失效)等。而機載數字計算機控制著攝像機。

旅行者2號和旅行者1號一樣，攜帶了一張金盤唱片，裡面有地球上錄製的聲音和圖片(117張圖片和用54種語言問候的聲音)。唱片有播放說明，並且還包含有我們星球位置的詳細信息。它的目的是向任何可能攔截這艘空間探測器的外星智慧生物提供關於我們的信息。

旅行者2號的成就

旅行者2號是唯一一艘研究太陽系四大巨行星的人造空間探測器。旅行者2號發現了木星周圍存在幾個光環。它還發現在名為木衛一的衛星上有一些火山活動。而且，旅行者號在發現大紅斑實際上是逆時針方向移動的風暴方面起了重要作用。對帶狀雲的分析還揭示了許多其他的風暴。之前旅行者1號拍攝到的木衛二低解析度照片已經引發了人們對其地形結構的懷疑，然而，即使旅行者2號拍攝到了該衛星的高解析度照片，卻仍未能消除這個懷疑。

旅行者2號於1981年8月飛到了最接近土星的地方，並從土星的高層大氣中收集到關於土星密度和大氣壓強的詳細信息。

旅行者號金盤唱片

雖然照相機在飛越土星後出現暫時的功能障礙，但經由負責此次任務的工程師修復，旅行者2號得到了探測天王星和海王星的綠色信號。旅行者2號觀測了一顆軸線平行於橢圓平面的行星，並觀測到了它的扭曲磁場。

日鞘層

天王星周圍的光環與木星和土星周圍的光環截然不同。旅行者2號在1989年飛越海王星期間對它的衛星海衛一進行了研究。旅行者2號還發現了海王星附近的大黑斑的存在。然而，這個地方已經消失了。

作者:

FY: R O N A N

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