美国旅行者1号探测器的动力来源,旅行者1号探测器在星际上飞行速度

IT之家 8 月 31 日消息,今年 5 月份,美国宇航局于 45 年前发射的旅行者 1 号探测器开始向任务控制人员发送有关其健康和活动的信息,但这些信息很奇怪,还有乱码,不过该探测器运行是正常的,其继续收集并返回科学数据。

这些信息来自该探测器的姿态衔接和控制系统(AACS),即保持旅行者 1 号的天线指向地球的系统。工程师们已经找到了这些信息乱码的原因,原来是该系统是通过一台已知在几年前就停止工作的机载计算机发送的这些遥测数据,导致该信息存在大量错误。

工程师们目前还不清楚为什么 AACS 将遥测数据发送到错误的计算机上,但猜测其很可能收到了另一台机载计算机产生的错误指令。目前工程师们已经命令 AACS 将遥测数据发送到另一台正常的机载计算机上,旅行者 1 号已再次传回有关其在太阳系外的状态的清晰遥测数据。

IT之家了解到,美国宇航局在 1977 年发射了旅行者 1 号航天器,以及它的双胞胎旅行者 2 号,执行探索太阳系外行星的任务。旅行者 1 号在其主要任务期间飞过木星和土星,并不断前进,最终在 2012 年进入星际空间,旅行者 2 号则在 2018 年进入星际空间。

截至 8 月 30 日,旅行者 1 号距离地球 235 亿公里,达旅行者 1 号的无线电信号需要近 22 个小时才能到抵达地球。

美国旅行者1号探测器的动力来源,旅行者1号探测器在星际上飞行速度

45岁的旅行者1号,发回的信息出现混乱,它在深空遇到了什么?

据NASA(美国航天局)的消息称,正在向太阳系外飞去的人类AI使者~旅行者1号,近期发回的数据有些紊乱,读数没有正确反映飞船目前的实际状况。这艘距离人类最远的飞船,已经在太空孤独地飞行了45年了,它到底遇到了什么?

现在,我们一起来了解一下它几十年来的大致轨迹,以及当前发生了什么及其未来的走向。

这艘1977年发射的无人探测器距离我们已经有233亿千米,目前依然以每秒16.9千米的速度向太阳系外飞去。有人说它已经飞出太阳系,也有人认为还早呢,这是因为有关太阳系的边界在哪里,有几种不同的认识。

一种认识是以海王星轨道为界,因为海王星是距离太阳最远的大行星,出了这个轨道就没有发现大行星了。海王星轨道距离太阳约30AU。AU是天文单位,1天文单位等于太阳到地球平均距离,约1.5亿千米。

旅行者1号在上世纪80年代末就飞过了海王星轨道,并且在1990年情人节做了一件浪漫的事,它回眸一瞥,在距离地球64亿千米处给我们拍了张照片。

这张照片被认为惊世骇俗,传回来的图像很难在苍茫太空中找到地球的影子,因为64亿千米地方看地球已经不如一粒尘埃,只有0.12个像素,有一个暗弱的光点,这张照片被称为“暗淡蓝点”。(上图)

人们之所以震撼和反思,是因为在这个看似比尘埃还小的粒子上,生活着70多亿人口,这些人正在那里为了生存或利益争夺,充斥着瘟疫和战争。

这是旅行者1号发回的最后一张照片,从此再也不回头地奔向远方。

海王星之外是柯伊伯带,这是距离太阳非常远的一个冰世界,在那里有许多冰质小行星,小的只有米级,大的就是矮行星,冥王星就是其中一颗最大的矮行星。这些都还是太阳系的天体,因此说是在太阳系以外似乎有些不妥。

另一种认识认为太阳系边界在太阳风顶层,又叫日球顶层,就是太阳带电粒子分吹拂的最远处。太阳日冕抛出的带电粒子流形成一个球状大气泡包围着太阳,这个球很大,半径约为120AU,厚度约0.5AU。

2011年11月7日,旅行者1号距离我们约119.488AU,被认为已经到达太阳系边缘过渡区,这里的太阳风已经变得很慢。此时旅行者1号的速度为每秒17.062千米,发出的信息以光速传递回到地球需要16个多小时。

当地时间2013年9月12日下午2点,NASA通过新闻发布会正式确认,旅行者1号已经脱离太阳系进入星际空间,依据是旅行者1号探测到的太阳风越来越慢,来自太阳的粒子越来越少,来自星际的粒子越来越多,最终没有了太阳粒子全都是星际粒子。

科学界有人认为这就是脱离了太阳系的象征,但也有人认为,太阳系应该以奥尔特云为界。奥尔特云是一个 密集小天体呈球状包围着太阳系的科学猜想 ,这个球半径达到1光年,也就是6万多AU。

这个1光年半径的球是太阳的引力影响范围,这个球体里是一个黑暗冰雪世界,被称为汇新家园。因为这里远离太阳,异常寒冷黑暗,早年太阳系形成时被恒星风吹拂到这里的水汽,在这里凝结为大大小小的冰雪尘埃混合体,被称为脏雪球,这些就是彗核。

这些彗核在奥尔特云带有万亿颗以上,它们有的像雪球一样越滚越大,有的碰撞又碎裂。当受到一些大天体引力共振弹射出既定轨道后,就有可能被太阳引力吸附过去,当接近太阳被地球人类观测到时,太阳的光和热已经将这些脏雪球蒸发出了彗发和彗尾,它们就会像一把巨大的扫帚扫过天空,被人们观测到就叫彗星。

这个范围被普遍认为是太阳系的最终边际,旅行者1号凭现在的速度要飞出这个边际,还需要17000多年。从这个意义上来说,旅行者1号要飞出太阳系还早着呢。

NASA对旅行者1号的最后一次操控是在2017年11月28日,这是因为NASA的工程师们从旅行者1号当时发回的信息中,发现其主发动机功能有弱化迹象,为了修正这个问题,发出指令要其启动休眠了三十多年的辅助发动机。

当时的旅行者1号已经距离地球200多亿千米,指令经过19个多小时才传递到旅行者1号。一去一回就需要38个多小时,返回的星系表明,旅行者1号精准地执行了这项命令,并报告4个辅助发动机工作正常。

这是人类遥控指挥人造物体最远的一次任务,自此以后,就再也没有对旅行者1号进行操控,它就完全靠惯性和早已确定的航向,向太阳系外飞去。它的电池能量已经很少了,在遥远黑暗的深空,又得不到太阳能补充,因此携带的各种仪器渐渐就无法开展工作了。

事实上,从2007年开始,为了节省电力,旅行者1号就已经开始逐步关闭科学仪器和停止各种实验活动,即:2007年,停止等离子子系统运作;2008年,停止了行星无线电天文实验;2010年,停止了扫描平台和紫外线分光计观测;2015年,停止了数据磁带机运作;2016年,停止了回转仪运作;2020年,开始关闭科学仪器。

不过,旅行者1号还留下了部分基本仪器坚持工作,它们还在忠实地每时每刻发送数据信息,向主人报告它的飞行状态和遇到的新鲜事。在NASA网站旅行者1号专属网页上,每秒都跳动着旅行者的实时数据,见下面刚刚截图:

因此,现在旅行者的消息只是有来无回,地球的主人们可以被动接受它发回的信息,但很难再对它做出指示了。在充满风险的黑暗深空,这个忠诚的人类使者只能一往无前地向前、向前,飞向那未知的远方,能飞多远,完全是靠运气了。

旅行者1号的信息回传,会在2025年戛然而止。因为这一年,旅行者1号的电力将完全枯竭,无力再启动任何一台仪器了。这只风筝就完全断了线且不被人们知悉了,人们从此再也得不到它的任何消息。

但旅行者1号不会就此止步,它依然朝着半人马座方向飞去,在70000多年后,会到达距离我们最近的一个恒星系统~4.22光年的比邻星系统,作为人类使者看看那里有些什么,然后继续向银河系中心飞去。

在太空高度真空状态下,旅行者1号的躯体不会氧化,因此只要不发生意外,理论上可以存在10亿年以上。其携带着一块高纯度的U-238,这种放射性元素衰变成钚-239的半衰期为41.7亿年。因此,当旅行者1号有幸遇到外星人,被外星人捕获后,就能从这块铀-238的衰变量计算出这位人类使者的年龄。

外星人还能从旅行者1号携带的金色唱片,读出太阳系和地球的坐标,以及地球的样子和人类的样子,各种人种的生活状态和地球生态的信息。这些外星人依据旅行者1号的指引找到人类时,我们才会知道这位人类派出的AI先辈离开人类视线后到底经历了什么。

不过,那时人类还存在不存在,或者说已经移民到了什么其他星球,就很难说了。

NASA发布的消息表示,旅行者1号目前运行似乎依然正常,但“探测器姿态表达和控制系统(AACS)的读数并不反映船上实际发生的事情”。

所谓AACS是控制旅行者1号方向的装置,除此之外,还能够让高增益天线精确的指向地球,这样,就能将数据及时发送到主人手中。现在所有的迹象都表示AACS仍然在工作,高增益天线也是精确的指向地球,否则就收不到它发回的信息。

但其发回的遥测数据看起来更像是随机生成的,没能反映出飞船所处的真实状态。根据智能设定,如果出现故障,系统就会让飞船进入“安全模式”,这样就能让任务团队的工程师有时间诊断问题。但旅行者1号并没有进入“安全模式”,这让工程师们迷惑不解。

难道是旅行者1号已经“老了”,出现“老年痴呆”了?但这显然是不可能的,因为正像前面说的,它可以在太空飞行10亿年而金刚不坏,现在还是婴儿呢。不过从另一个角度讲,它的能量已经接近告罄了,既要马儿跑,又不给马吃草,闹点小脾气也应该在情理之中吧?

目前,工程师团队一直在密切监视信号,或许找到了问题还会启动对旅行者1号的最后修正?现在的旅行者1号已经距离地球233亿千米,光速需要20小时33分才能穿越这个空间,因此旅行者1号的每个信息传送回来都需要21个小时以上。

任务团队已经早就习惯了这种延迟效应,当他们决定对旅行者1号修正时,发出的指令也将传送21个小时以上才能到达。但这不是问题,如果有需要,这些精心呵护旅行者1号几十年的“父母”们,会乐意帮助自己的孩子渡过难关的。

作为旁观者无能为力帮旅行者1号做些什么,只能默默祝福,一路平安。对此,你怎么看?欢迎讨论,感谢阅读。

美国旅行者1号探测器的动力来源,旅行者1号探测器在星际上飞行速度

已经飞了40多年,旅行者一号传回一张照片,为何让科学家深思?

从上个世纪开始,人类就已经开始探究宇宙了,在当时,旅行者1号和2号全部被发射到了太空当中,但是因为旅行者1号获得了更快的初始速度,所以在后续的一系列探测任务当中,旅行者1号比旅行者2号作用大。其实目前旅行者1号和2号已经在太空中飞行了40多年,而且距离地球也已经有了相当远的距离了,目前这两颗探测器已经飞离了太阳圈层,进入了星际空间,但这并不是真正飞出的太阳系,只是到了太阳风带电粒子能接触的范围,并没有真正意义上的飞出了太阳系

太阳风顶层范围在180亿公里,探测器到达这个位置的时候,宇宙的射线能量持续在增加,而这个时候,太阳风粒子出现停滞,甚至还在不断的降低,所以美国航天局认为旅行者1号和旅行者2号已经飞出了太阳圈层,目前人们对于太阳系的理解范围是以奥尔特云为界限,以目前旅行者1号的速度来说,想要接近奥尔特云至少还需要300年的时间,如果想要穿越这个奥尔特云需要3万年的时间,这是足以见得宇宙到底是有多么的辽阔了。

所以从目前的情况来看,探测器是飞不出太阳系的,而且也有科学家认为太阳的引力决定了太阳系的范围大小,如果要是以这样的规则为准的话,那么人类永远都不可能走出太阳系,引力在空间当中的传播速度和光速一样,太阳从诞生到现在,引力已经在宇宙当中持续了40多亿光年,这样来看的话,太阳系是在不断的膨胀。

那么探测器为什么能在宇宙空间工作40多年的,其实它们的动力能源并不是来自太阳能,而是携带了一块核动力电池,根据科学家推测,这块电池的寿命将会在5年之后到达临界点。到那时,这个探测器就会和人类彻底的失去联系,所以在星际旅途当中,能源是非常重要的事情。

其实在上个世纪70年代开始,旅行者1号就已经对木星开始探测,在探测的木星时,旅行者1号发现了木卫一上面有火山喷发,这是之前从来没有关注到的情况。到后来旅行者1号对木星完成了探测,于是开始新一轮的探测任务。

在上个世纪80年代旅行者1号接近土星,开始对土星进行观察拍摄,而距离旅行者1号发回的最后一张照片是太阳系的整个情况,我们能根据这张图看到一个特别小的微弱的亮点,但这个亮点其实就是地球在这张照片当中地球简直没有任何存在的价值,如果不细看的话都看不到。

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