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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?

时间:2022-05-22 06:51:56    来源:科普中国网    

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。

旅行者1号飞出太阳系了吗?

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。

人类早就停止了对旅行者1号的操控。

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。

那么,现在旅行者1号遇到了什么情况呢?

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。

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标签: 奥尔特云 天文单位

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