飛出太陽(yáng)系的飛行器

ldjsld 2015-11-07

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實(shí)際上，地球上還沒(méi)有飛行器飛出太陽(yáng)系，雖然說(shuō)旅行者1號(hào)已經(jīng)到了太陽(yáng)系邊緣，但是距離離開(kāi)太陽(yáng)系真的還需要很久。
這里有個(gè)很有意思的理論：假如20世紀(jì)70年代發(fā)射的飛行器在21世紀(jì)50年代剛剛飛出太陽(yáng)系，但是2040年的時(shí)候，人類(lèi)的科技水平高速發(fā)展，那個(gè)時(shí)候人類(lèi)發(fā)射的探測(cè)器在太空中飛行速度是旅行者1號(hào)的N倍，那么，是不是之后發(fā)射的探測(cè)器都可以追上之前的旅行者1號(hào)？

飛出太陽(yáng)系

經(jīng)過(guò)9年的飛行，美國(guó)“新地平線”號(hào)探測(cè)器近日拉開(kāi)了“約會(huì)”冥王星的序幕。這場(chǎng)“約會(huì)”將持續(xù)6個(gè)月左右，此后，“新地平線”號(hào)將告別冥王星，奔赴太陽(yáng)系邊緣神秘的柯伊伯帶，并一去不再?gòu)?fù)返。探測(cè)浩瀚宇宙的奧秘一直是人類(lèi)的夢(mèng)想。迄今為止，除“新地平線”號(hào)外，人類(lèi)還發(fā)射了另外兩對(duì)旨在探索宇宙深空的探測(cè)器——“先驅(qū)者”10號(hào)和11號(hào)以及“旅行者”1號(hào)和2號(hào)。它們正在飛向遙遠(yuǎn)的星際空間，飛向太陽(yáng)系的邊緣。

1.“先驅(qū)者”10號(hào)探測(cè)器

飛出太陽(yáng)系的飛行器,UFO中文網(wǎng)

發(fā)射時(shí)間：1972年3月2日
“先驅(qū)者”10號(hào)是人類(lèi)發(fā)射的第一個(gè)深空探測(cè)器，標(biāo)志著人類(lèi)探索的觸角開(kāi)始伸向宇宙深處。自1972年3月2日在美國(guó)發(fā)射升空，“先驅(qū)者”10號(hào)以每小時(shí)4.8萬(wàn)千米的速度飛行，用了不到1天的時(shí)間便接近月球，用了11周接近火星，用了不到2年的時(shí)間接近木星。它是第一個(gè)成功穿越火星和木星之間的小行星帶的探測(cè)器；它是第一個(gè)近距離觀測(cè)木星的探測(cè)器，并于1973年12月3日發(fā)回了第一組木星的近距離圖像；它于1983年6月13日飛出了海王星的軌道；它發(fā)回大量太陽(yáng)風(fēng)和宇宙輻射測(cè)量數(shù)據(jù)。美國(guó)宇航局稱(chēng)，最后一次收到“先驅(qū)者”10號(hào)探測(cè)器微弱信號(hào)的時(shí)間是在2003年1月22日，可探測(cè)到它離地球最遠(yuǎn)距離是122億千米。之后它按慣性飛往畢宿五恒星（金牛座的主星），抵達(dá)那里將是200萬(wàn)年以后的事了?！跋闰?qū)者”10號(hào)探測(cè)器攜帶了一塊標(biāo)明太陽(yáng)與地球在銀河系位置以及地球男女圖像的鍍金鋁板。如果存在著外星人，他們能收到我們的問(wèn)候嗎？

2.“先驅(qū)者”11號(hào)探測(cè)器

飛出太陽(yáng)系的飛行器,UFO中文網(wǎng)

發(fā)射時(shí)間：1973年4月6日
“先驅(qū)者”11號(hào)是繼“先驅(qū)者”10號(hào)之后，第二個(gè)用來(lái)研究木星和太陽(yáng)系外空間的探測(cè)器，同時(shí)還是第一個(gè)造訪土星及其光環(huán)的探測(cè)器?！跋闰?qū)者”11號(hào)于1974年12月4日接近木星，隨后借助木星的強(qiáng)大引力改變軌跡，飛向土星。1979年9月1日，“先驅(qū)者”11號(hào)從距土星3400千米的地方掠過(guò)，第一次拍攝到了土星的照片。它探測(cè)了土星的軌道和總質(zhì)量，測(cè)量了土星大氣成分、溫度、磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)新光環(huán)?！跋闰?qū)者”11號(hào)探測(cè)器于1990年2月越過(guò)冥王星的軌道，在1995年9月因?yàn)殡姵睾谋M而與人類(lèi)失去聯(lián)系。據(jù)科學(xué)家推算，它現(xiàn)在正向天鷹座前進(jìn)，將在400萬(wàn)年后飛抵天鷹座的一顆恒星?！跋闰?qū)者”11號(hào)同樣攜帶一塊存有人類(lèi)信息的鍍金鋁板。

3.“旅行者”1號(hào)探測(cè)器

飛出太陽(yáng)系的飛行器,UFO中文網(wǎng)

發(fā)射時(shí)間：1977年9月5日
“旅行者”1號(hào)探測(cè)器是迄今飛離地球最遠(yuǎn)的人造飛行器。它攜帶的儀器和能源設(shè)備比“先驅(qū)者”的更先進(jìn)，在探測(cè)木星、土星、天王星和海王星過(guò)程中有大量驚人發(fā)現(xiàn)，并正在向外層空間挺進(jìn)。2013年9月13日，美國(guó)宇航局正式宣布，“旅行者”1號(hào)已經(jīng)進(jìn)入星際空間。但是否能得出“旅行者”1號(hào)已飛出太陽(yáng)系的結(jié)論呢？尚且不能，因?yàn)檫@涉及到如何定義太陽(yáng)系的邊界。由于星際空間并不是真空，而是充滿著星際介質(zhì)，所以太陽(yáng)發(fā)出的高能粒子，也就是太陽(yáng)風(fēng)不能無(wú)阻礙地向外“吹”，總要有一個(gè)界限。現(xiàn)在“旅行者”1號(hào)已經(jīng)飛出了這個(gè)界限——日球?qū)?，進(jìn)入到星際介質(zhì)中。按照通常的說(shuō)法，如果一個(gè)天體仍然受到太陽(yáng)引力的主導(dǎo)，圍繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，那么這個(gè)天體就屬于太陽(yáng)系天體。在太陽(yáng)系這個(gè)“地盤(pán)”上，不只有八大行星，還有數(shù)不盡的其他天體，比如矮行星、小行星和彗星之類(lèi)。如此看來(lái)，太陽(yáng)系其實(shí)要廣闊得多，至少太陽(yáng)周?chē)?光年以?xún)?nèi)都可以作為太陽(yáng)系的疆域。所以，“旅行者”1號(hào)要想飛出太陽(yáng)系，還要飛上數(shù)萬(wàn)年才行。

4.“旅行者”2號(hào)探測(cè)器

飛出太陽(yáng)系的飛行器,UFO中文網(wǎng)

發(fā)射時(shí)間：1977年8月20日
“旅行者”2號(hào)探測(cè)器與“旅行者”1號(hào)設(shè)計(jì)基本相同，所不同的是，“旅行者”2號(hào)沿著一個(gè)較慢的飛行軌跡，使它能夠保持在黃道（即太陽(yáng)系眾行星的軌道水平面）之中，藉此在1981年透過(guò)土星的引力加速飛往天王星和海王星。在探訪天王星時(shí)，它取得了許多前所未有的發(fā)現(xiàn)，如10顆新衛(wèi)星和更多天王星圓環(huán)?！奥眯姓摺?號(hào)和2號(hào)探測(cè)器同樣攜帶著“地球名片”，但已不是鍍金鋁板，而是一張被稱(chēng)為“地球之聲”的銅制鍍金磁盤(pán)。攜有的信息包括用55種人類(lèi)語(yǔ)言錄制的問(wèn)候語(yǔ)和各類(lèi)音樂(lè)，多種圖片和影像。人們期望它有朝一日會(huì)被宇宙中的外星智慧生命截獲。

5.“新地平線”號(hào)探測(cè)器

飛出太陽(yáng)系的飛行器,UFO中文網(wǎng)

發(fā)射時(shí)間：2006年1月19日
“新地平線”號(hào)是人類(lèi)迄今發(fā)射的初始速度最快的飛行器，主要目的是對(duì)冥王星、冥衛(wèi)一等柯伊伯帶天體進(jìn)行考察?？乱敛畮挥谔?yáng)系外緣，這里可能隱藏著數(shù)以千計(jì)的冰凍巖石小行星，它們被認(rèn)為可能由太陽(yáng)系形成早期的剩余物質(zhì)組成。“新地平線”號(hào)將于2015年7月14日與冥王星近距離會(huì)面——從其上方約1萬(wàn)千米處飛過(guò)，它所拍攝的冥王星照片質(zhì)量將會(huì)超過(guò)“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡?！靶碌仄骄€”號(hào)未來(lái)也將向更遠(yuǎn)的深空飛去。

飛出太陽(yáng)系有多難？

經(jīng)過(guò)36年的漫長(zhǎng)旅行，旅行者1號(hào)目前已沖出太陽(yáng)風(fēng)包裹的日球?qū)?，進(jìn)入星際空間。

朝著太陽(yáng)系邊緣飛行了36年后，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的旅行者1號(hào)探測(cè)器已經(jīng)到達(dá)寒冷黑暗的星際空間，正身處一個(gè)從未被探索過(guò)的地方。

這枚距離我們最遠(yuǎn)和飛行速度最快的人造天體，究竟“遠(yuǎn)行”到了哪里？從《紐約時(shí)報(bào)》、《科學(xué)美國(guó)人》，到英國(guó)《每日電訊》，各大媒體爭(zhēng)相宣布：“旅行者1號(hào)正式離開(kāi)了太陽(yáng)系！”“再見(jiàn)太陽(yáng)系，你好外太空?！?br> 等等，旅行者1號(hào)的確已經(jīng)走遠(yuǎn)，但是否真正離開(kāi)嚴(yán)格意義上的太陽(yáng)系疆域？

進(jìn)入星際空間，但未離開(kāi)太陽(yáng)系

來(lái)聽(tīng)聽(tīng)負(fù)責(zé)旅行者項(xiàng)目的科學(xué)家們是怎樣說(shuō)的。
他們發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的論文指出：這艘探測(cè)器確實(shí)已經(jīng)離開(kāi)了日球?qū)樱╤eliosphere）的懷抱，駛?cè)肓诵请H空間（interstellar space）。所謂日球?qū)?，泛指太?yáng)風(fēng)和同樣源于太陽(yáng)的行星際磁場(chǎng)所占據(jù)的整個(gè)空間體系，也是太陽(yáng)風(fēng)粒子所到達(dá)的全部區(qū)域。打個(gè)直觀的比喻，這片區(qū)域像一個(gè)由太陽(yáng)風(fēng)包裹成的巨大“氣泡”。氣泡外面便是浩瀚的星際空間。
科學(xué)家可以肯定的一點(diǎn)事：旅行者1號(hào)恰好剛剛穿透了日球?qū)?，不過(guò)，沖出了這個(gè)氣泡就等于離開(kāi)太陽(yáng)系嗎？這就需要明確“太陽(yáng)系”的定義。
到目前為止，天文學(xué)界對(duì)太陽(yáng)系邊界仍存在多種理解。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，太陽(yáng)系應(yīng)以太陽(yáng)風(fēng)粒子所能波及到的范圍為準(zhǔn)。也就是說(shuō)，日球?qū)拥淖钔鈱?、日球?qū)禹敚╤eliopause）即太陽(yáng)系的邊界。

從這個(gè)定義看，旅行者1號(hào)的確是跨出了太陽(yáng)系的“門(mén)檻”。從“門(mén)檻”到太陽(yáng)的距離約為120個(gè)天文單位（地球到太陽(yáng)的距離被稱(chēng)為1個(gè)天文單位，約為1.496億千米），這也幾乎等同于旅行者1號(hào)到目前為止的“航程”。
不過(guò)，天文學(xué)界另一種更廣為接受的定義則是：太陽(yáng)系的邊界應(yīng)以太陽(yáng)萬(wàn)有引力所能控制的范圍為準(zhǔn)。如一個(gè)天體受到太陽(yáng)引力主導(dǎo)，圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，就應(yīng)算作是太陽(yáng)系天體。以這樣的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，太陽(yáng)系的真正邊界將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出日球?qū)拥姆秶?br> 除了人們熟知的8大行星，圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的還有無(wú)數(shù)不清的大小天體，如矮行星、小行星和彗星。彗星圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的軌道多是橢圓，有的最遠(yuǎn)距離太陽(yáng)可達(dá)近1000個(gè)天文單位。那么，這些天體運(yùn)動(dòng)的范圍都應(yīng)該仍然算作是太陽(yáng)系的地盤(pán)。
而在距離太陽(yáng)更遠(yuǎn)的5萬(wàn)到10萬(wàn)天文單位的地方，可能存在一個(gè)包圍著太陽(yáng)系的球體云團(tuán)奧爾特云，估計(jì)其中的彗星超過(guò)1千億顆。因此如果以此作為太陽(yáng)系最外層的邊界，那么以太陽(yáng)為中心，1光年（約6.3萬(wàn)天文單位）為半徑的區(qū)域都可以算作是太陽(yáng)系的疆域。
因此有天文學(xué)家更希望嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f(shuō)明，沖出了日球?qū)禹數(shù)穆眯姓?號(hào)的確進(jìn)入了星際空間，但還未離開(kāi)廣義范疇的太陽(yáng)系。

已足夠值得人們自豪

當(dāng)然，拋開(kāi)科學(xué)界對(duì)于太陽(yáng)系邊界的爭(zhēng)議，單憑旅行者1號(hào)沖出日球?qū)舆@一點(diǎn)，就已足夠值得人們自豪了。
事實(shí)上，旅行者1號(hào)不只是“到達(dá)”了日球?qū)?，更證明了其存在。多年以來(lái)，科學(xué)家對(duì)于日球?qū)拥牧私夂陀^測(cè)到的數(shù)據(jù)十分有限，對(duì)其具體的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)變化都不甚明了。而旅行者1號(hào)和2號(hào)的歷險(xiǎn)，則提供了寶貴的“一手”信息。

旅行者1號(hào)告別了圍繞太陽(yáng)的大行星后，開(kāi)始朝著更偏遠(yuǎn)的疆界航行，它先是穿過(guò)了終端激波，這是日球?qū)拥淖顑?nèi)層：當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)由于接觸到星際介質(zhì)而開(kāi)始減速的區(qū)域，太陽(yáng)風(fēng)粒子的運(yùn)行速度在此首次降至亞音速，并由于撞擊摩擦而導(dǎo)致升溫。
穿過(guò)終端激波（termination shock）后，旅行者1號(hào)波進(jìn)入了日鞘（heliosheath，也被稱(chēng)為太陽(yáng)風(fēng)鞘）。在此太陽(yáng)風(fēng)一旦低至亞音速，會(huì)受到周?chē)请H介質(zhì)的流體影響，壓力導(dǎo)致太陽(yáng)風(fēng)在太陽(yáng)后方形成像彗星的尾巴。

從去年8月開(kāi)始，旅行者1號(hào)檢測(cè)到的太陽(yáng)風(fēng)粒子密度驟然下降，與此同時(shí)，等離子體密度突然上升了4倍。
而到了今年6月份，旅行者1號(hào)上的太陽(yáng)風(fēng)探測(cè)器報(bào)告太陽(yáng)風(fēng)的速度值降到了零?？茖W(xué)家們于是對(duì)儀器進(jìn)行了檢查，以便確定它沒(méi)有出現(xiàn)故障。經(jīng)過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)反復(fù)測(cè)算分析后，科學(xué)家最終得出的結(jié)論是，在2012年8月25日，旅行者1號(hào)穿越了日球?qū)禹?，告別日球?qū)?，進(jìn)入星際空間。
正如科學(xué)家預(yù)測(cè)的，這意味太陽(yáng)的影響力到此為止，太陽(yáng)風(fēng)“吹”到這里已是強(qiáng)弩之末，取而代之的是星際空間的低溫粒子。

再飛1.8萬(wàn)年才能離開(kāi)廣義太陽(yáng)系

目前，科學(xué)家正在等待探測(cè)器傳回有關(guān)太陽(yáng)系外圍弓形激波（bow shock）的信息。這是指太陽(yáng)系在星際空間中移動(dòng)形成一個(gè)由氣體、塵埃構(gòu)成的弧形區(qū)，就像在飛機(jī)機(jī)翼前氣流堆積形成的弓形結(jié)構(gòu)。
至此，旅行者1號(hào)36年的漫長(zhǎng)旅途讓人類(lèi)第一次“到達(dá)”120個(gè)天文單位外的遙遠(yuǎn)空間，證實(shí)了太陽(yáng)風(fēng)在此“吹”到了盡頭，也讓人類(lèi)意識(shí)到自己所處的太陽(yáng)系不過(guò)是宇宙中的滄海一粟。
當(dāng)?shù)搅颂?yáng)風(fēng)“刮”不到的地方，旅行者1號(hào)也因?yàn)榫嚯x太陽(yáng)太遠(yuǎn)而無(wú)法利用太陽(yáng)能。它以低于300瓦特的功率運(yùn)轉(zhuǎn)，只夠?yàn)橐槐K明亮的燈泡供電。探測(cè)器上攜帶兩枚核電池，能夠保證它繼續(xù)飛行至2025年。
如果以目前旅行者1號(hào)每年飛行3.5個(gè)天文單位來(lái)計(jì)算的話，要想飛到距離太陽(yáng)1光年的太陽(yáng)系邊界，至少還要再飛1.8萬(wàn)年才行。

有去無(wú)還，茫茫宇宙覓“知音”

“旅行者1號(hào)已經(jīng)大膽闖入了先前沒(méi)有任何探測(cè)器到過(guò)的地方，取得了科學(xué)編年史上最重要的一項(xiàng)技術(shù)成就。”NASA科學(xué)任務(wù)理事會(huì)副主席約翰·格倫斯菲爾德說(shuō)：“隨著它駛?cè)胄请H空間，人類(lèi)的科學(xué)夢(mèng)想和科學(xué)事業(yè)又掀開(kāi)了新一頁(yè)篇章?！?br>
更令人稱(chēng)奇的是，原本科學(xué)家只希望旅行者1號(hào)能探索木星與土星，沒(méi)人想到有天它會(huì)進(jìn)入到星際空間。NASA本打算讓探測(cè)器進(jìn)行為期4年的宇宙航行，而由于旅行者1號(hào)采用了優(yōu)良的控制系統(tǒng)并配有后備運(yùn)行系統(tǒng)，采用核動(dòng)力技術(shù)以放射性元素钚作燃料，裝備了防輻射光學(xué)玻璃及電子元件等措施，探測(cè)器完成原定任務(wù)后還越飛越遠(yuǎn)，不斷向太空深處進(jìn)發(fā)。
目前旅行者1號(hào)正沿雙曲線軌道運(yùn)行，并已經(jīng)達(dá)到了第三宇宙速度。這意味著其軌道再也不能引導(dǎo)太空船飛返太陽(yáng)系，它將繼續(xù)在無(wú)垠的宇宙中飄蕩。

而即便失去所有的能量，“旅行者1號(hào)”依然是人類(lèi)文明的使者，它攜帶了一張名為“地球之音”的鍍金銅質(zhì)光盤(pán)。被密封在一個(gè)鋁盒內(nèi)，經(jīng)過(guò)特殊處理后，它可以保存10億年。
在這張鍍金的唱片上，錄制著人類(lèi)對(duì)外星球生命的問(wèn)候。光盤(pán)的一面錄制有115張照片、55種語(yǔ)言的問(wèn)候語(yǔ)、還有一段90分鐘的聲樂(lè)集錦，其中包括中國(guó)的十大古曲之一《高山流水》。如同一位帶著代表著地球文明明信片的信使，旅行者1號(hào)將繼續(xù)在茫茫宇宙中尋找人類(lèi)的“知音”。

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來(lái)自： ldjsld > 《星際政治　外星人與UFO之謎》

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