看看美国宇航局开创性的旅行者1号任务,以及探测器下一步的方向

   日期:2024-10-25     来源:本站    作者:admin    浏览:84    

  

  

  像美国宇航局这样的机构负责给我们更详细的太空图片,就像哈勃太空望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜这样的技术(利用最小的固态硬盘)。后者目前正在离我们100万英里的太阳轨道上运行,这是一个有趣的案例研究,我们可以把遥远的太空(人类直接冒险去的领域完全不安全,也不现实)带到我们身边。

  无人机和类似的机器,能够探索最不适宜居住的环境,是实现这一目标的关键。人类进入太空的距离从未超过248,655英里(1970年阿波罗13号在绕月旅行中取得的壮举),但旅行者1号大胆地走得更远,更远,远远超出了这个范围,为我们提供了一个特权和前所未有的洞察宇宙的机会。

  这篇文章将探讨旅行者1号项目的开始,它的目标,以及迄今为止该任务是如何展开的。展望旅行者1号的未来以及它下一步的计划也很重要。

  Annotated image of Voyager space probe

  木星和土星是距离太阳第五和第六远的行星,在行星轨道的最远点上,分别距离地球约6.01亿英里和10亿英里。在距离地球最近的时候,这两个数字分别缩小到可笑的3.65亿英里和7.46亿英里。对于最敬业的科学家来说,这些旅程都是难以逾越的,因此,NASA需要另一种方法来近距离观察这两颗气态巨行星。

  旅行者1号于1977年9月5日开始了它的旅程,它的设计初衷就是:到达这两颗行星。作为一个真正意义上的旅行者,它将收集有关这些行星的重要信息(以及更多的信息),并在未来几十年继续提供这些数据。

  旅行者1号是在旅行者2号之后第二个发射的,在结构上是一样的。这两个探测器的主体主要由一个12英尺长的无线电发射机组成,尽管它们看起来相当不起眼,只有28.2英尺长,但这些革命性的探测器已经完成了一些非凡的工作。以下是它是如何到达其原计划冒险的第一站——木星的,以及它在此过程中学到了什么。

  Jupiter and its moon Io

  木星大得惊人,很难错过,直到旅行者1号,科学家们才有机会近距离细致地研究它,这标志着比本世纪初先锋10号和11号自己的旅程更大的技术进步。从地球出发的漫长旅程意味着,在发射近一年半后,能够达到3.8万英里/小时以上速度的探测器,才进入了记录这颗吞噬行星的气体巨星的范围。

  从1979年1月到4月,旅行者号的一系列科学工具收集了木星经过时的数据,在这个过程中,这个喜欢拍照的航天器收集了大约19000张木星的照片。这一发现为研究人员提供了大量有关木星组成、运动、大气等方面的新信息。

  人们注意到一个以前看不见的环,它比土星上的环要弱得多,从理论上讲,它是由无数流星撞击留下的碎屑造成的。巨大的大红斑,在历史上最近、最精密的观察下,可以观察到它对更广泛的行星大气的影响,那里的风在彼此之间和周围旋转。

  据《太空》杂志报道,美国宇航局的一份声明得出结论,“旅行者1号最令人震惊的发现可能是木卫一上有极其活跃的火山”,这是太阳系中一个独特的特征,是木卫一轨道持续压力的结果。更多的启示等待着旅行者1号到达土星。

  Voyager 1 and Saturn artist's impression

  从木星到土星的距离不短。事实上,它的跳跃距离约为4.033亿英里。从木星之旅的开始到土星之旅的开始,这段旅程花了大约一年半的时间才完成:它在1980年8月进入土星的范围。

  旅行者1号注意到这两颗气态巨行星之间一些有趣的相似之处。真正巨大的风暴也在这里肆虐,不稳定和重氢的环境支持着每小时1100英里的风速。旅行者1号的深入案例研究提供了对地球构成的新认识,使科学能够重新审视它以前最充分记录的元素。

  当然,土星也是环状的,这使得它的组成如此具有代表性。然而,在探测器提供证据之前,我们不知道的是,我们看到的不仅仅是一个厚厚的环,而是一个由更小的环(美国宇航局称之为小环)组成的复杂结构。

  除了这两颗行星本身,旅行者1号对土星的卫星土卫六特别感兴趣。从1980年8月到11月,探测器也对这颗卫星进行了监测,利用紫外线和其他技术研究了它的大气和与土星的关系。至此,旅行者1号完成了它最初设计的旅程,这是一次惊人的旅程。然而,宇宙飞船还远未完成,因为还有更多的地方有待探索。

  Illustration of Voyager probe and Saturn

  在对土星的研究结束后,旅行者1号的“比喻箱”里还剩下了惊人的数量。更遥远的天王星和海王星没有像木星和土星那样得到飞掠的待遇,因为它所需要的路线是尽可能最好地观察土卫六,但它仍然通过了它们,而且更远。

  它的孪生兄弟旅行者2号将更密切地调查天王星和海王星,直到1986年2月发现了天王星的11颗新卫星,并在三年后观测了海王星。在如此遥远的地方维持航天器仪器的功能需要一些复杂的工作来保证NASA的通信技术能够完成任务,但这项工作是人类聪明才智的非凡壮举。1998年2月,旅行者1号创造了一个惊人的记录:它仍在加速飞行,成为迄今为止最远的人造物体。

  直到2022年10月,吉尼斯世界纪录正式宣布它为最遥远的人造物体。当时,它距离地球236.31亿公里。事实上,它是如此遥远,以至于在地球绕太阳公转的过程中,它离地球越来越近,越来越远。让我们来看看它在太阳系外的伟大旅程中去过哪里,以及它可能会去哪里。

  Deep Space Station communication dish

  在结束了对土星的调查之后,它可能只是变成了漂浮的太空垃圾,但事实远非如此。2012年,它离开了日光层,也就是太阳最强磁场影响下的区域。从那年8月开始,它已经穿越了太阳系以外的空间,这是人类历史上的另一个第一次。

  截至2024年2月6日,美国宇航局报告说,旅行者1号已经飞行了46年多,距离我们大约15,148,155,240英里。与此同时,旅行者2号稍微落后于12677,967,494英里。然而,两者都处于前所未有的星际空间领域。两个探测器的等离子体波子系统、低能带电粒子、宇宙射线子系统和磁力计仍在运行(旅行者2号的等离子体科学系统也是如此),这意味着尽管它们的紫外线和无线电功能是为了维持燃料而停用的系统之一,但它们仍在向地球传输一些信息。

  美国宇航局表示,旅行者1号将在大约300年的时间里到达奥尔特云的起点,奥尔特云是太阳系的一个冰冷的“壳”,距离半人马座阿尔法星有一半的距离。从那里,它正朝着一个叫蛇夫座的星座飞去。它的放射性同位素热电发电机能持续多久仍然是个谜,但旅行者1号和2号迄今为止已经经历了相当非凡和开拓性的旅程。

 
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