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每分每秒都在刷新紀錄的旅行

2022/09/25
導讀
一場沒有歸途的宇宙遠游。
2017年11月底，NASA噴氣推進實驗室的科學家啟動了一臺已經(jīng)37年未使用的機器。他們向一架航天器發(fā)出命令：點燃推進器，改變位置和天線的角度。
這臺機器就是于1977年飛離地球的“旅行者一號”。
“旅行者一號”
此時的它與地球已有200多億千米的距離。信號花了超過19個小時才追上它，然后又花了更多的時間返回地面指揮中心。人們在焦急的等待中終于迎來了“旅行者一號”的回復：4個備份推進器全部啟動正常并完成任務。在場所有人都激動不已！簡直難以置信，一臺無人維護的航天器，孤獨地飛行了40年之久，機載計算系統(tǒng)的計算能力和容量僅為現(xiàn)代智能手機的百萬分之一，卻依然能正常接收指令完成工作！如果你曾玩過遙控賽車，想象一下，你遙控的賽車遠在太陽系之外，而你卻在發(fā)號施令讓它轉(zhuǎn)彎！很好理解這種奇跡般的科學壯舉了吧。

  • 天際飛馳的雙子

“旅行者號”包含兩臺航天器，分別是于1977年8月20日發(fā)射升空的“旅行者二號”，以及因故障延期于1977年9月5日發(fā)射升空的“旅行者一號”。兩臺航天器各重815千克，結(jié)構(gòu)大體相同，帶有宇宙射線傳感器、等離子體傳感器、磁強計、電視攝像儀、紅外干涉儀等11種科學儀器，耗資3.5億美元，無疑是一項大工程。起初，該航天計劃的目的只是針對木星和土星進行探測，后來變?yōu)轱w臨外太陽系所有巨行星，再后來估計連設計師也沒想到它們倆能飛那么遠那么久。

“旅行者號”飛行軌跡圖

“旅行者一號”目前已距離我們200多億千米，成為距地球最遠的人造物體，并以每秒約17千米（每年約5.4億千米）的速度越發(fā)遠離我們。而“旅行者二號”則利用千載難逢的機會（毫無疑問這個機會來自物理學家的測算）遍訪木星、土星、天王星、海王星，成為第一個掠過天王星和海王星的探測器，獲得了一系列珍貴的科研數(shù)據(jù)，目前也已沖破太陽風層進入更廣闊的星際空間了。
“旅行者二號”拍攝的海王星
也正是由于“旅行者號”發(fā)回的照片，我們才真切感受到自己的渺小，也更加了解了地球——著名天文學家卡爾·薩根為之謳歌的 “暗淡藍點”：“看看那個光點，它就在這里。那是我們的家園，我們的一切。你愛的每個人、你認識的每個人、你聽說過的每個人、歷史上存在過的每個人，都在它的表面度過了自己的一生?！?/span>

地球在“旅行者號”拍攝的太陽系全家福中僅占0.12像素

  • 向宇宙發(fā)出的誠摯問候

與飛馳在星際空間中的航天器相比，更具人文意義的，無疑是“旅行者號”攜帶的那張直徑30厘米的鍍金唱片。其上所刻的每一種圖案和收錄的每一個音符，都蘊含了能代表人類文明與地球風貌的智慧結(jié)晶。

“旅行者號”上的鍍金唱片

該唱片的內(nèi)容由卡爾·薩根主導的委員會選擇。他們收集了115張圖像和各種自然聲音，例如由沖浪、風、雷、鳥類、鯨魚和其他動物發(fā)出的聲音。此外，他們還添加了來自不同文化和時代的音樂，并用55種語言（從大約6000年前在蘇美爾使用的阿卡德語到現(xiàn)代中國方言吳語）表達了地球人的問候。薩根曾說過：“宇宙比任何人所能想像的還要大，如果只有我們，那就太浪費空間了。”唱片始終以恒定的轉(zhuǎn)速播放著蘊含的信息，也許在遙遠的未來，它的聲音會被別的智慧生物聽到。

  • 老兵不死，只是逐漸凋零

如果不是攜帶的燃料——钚238即將告罄，我們完全相信“旅行者號”可以更長久地完美工作。然而，現(xiàn)實總是殘酷的，由于能源不足，“旅行者號”不得不逐一停止各項功能，如同漸凍癥患者一般。專家預計，2025年，也就是3年后，“旅行者號”就將成為再也無法回應人類呼喚的人造天體了。

“旅行者號”喪失功能時間表

然而，“旅行者號”即使沒有能源也很可能相當長久地飛行下去，它與其他物體相撞的可能性并不大，畢竟宇宙比我們想象中還要空曠。它也許會在幾萬年后造訪另一顆恒星，或者在更遙遠的未來見證宇宙間更多絢麗的瞬間。它的生命即將結(jié)束，卻又幾近永恒，很可能在人類滅絕之后依然游蕩于太空之中。它穿越茫茫宇宙，周遭漆黑，默默不語，帶著身上的故事，在希望而非預料中遠游。

漸行漸遠的“旅行者號”（示意圖）

  • 科學為翼，飛馳星海

17世紀的英國詩人彌爾頓曾這樣表達飛天的夢想：“今吾飛向天海，放眼樂土，終日無眠，蒼穹無垠?！敝钡娇邓固苟　R奧爾科夫斯基于 1897 年 5 月 10 日推導出了火箭推進方程，以及20世紀自然科學迎來了蓬勃發(fā)展的時代，人類這一終極夢想才得到了成真的可能。
從1957年10月4日世界上第一顆人造衛(wèi)星升空，到如今神舟十四號在太空中的翱翔，65年間人類發(fā)射了數(shù)不勝數(shù)的人造物體到太空中。每一次發(fā)射都伴隨著眾多科研人員的共同努力，極其先進的組建和計算設備的運行，對物理學及各類學科知識的反復運用。我們曾經(jīng)很難想象能遙控一臺遠在百億千米外的機器，我們同樣無法預測未來人類的征程會有多遠。在這眾多的航天器中，唯有“旅行者號”走到了太陽系之外，成為一座難以磨滅的豐碑。它遙遠的身影激勵著后繼者們?nèi)プ汾s，去超越。它是一個先行者，更是一個引航員。于它之后，我們又制成了更多探索宇宙的利器，眼界逐漸擴大，視野更加清晰，認知持續(xù)豐富。人類向真理的探索之路，與“旅行者號”的永恒之旅，一般無二。無私的合作與恒久的好奇心，終將得到美好的慰藉。


 BOOK TIME
追尋“旅行者號”的腳步重溫物理學偉大成果物理學不止可以格物致知還可以浪漫而優(yōu)雅


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