
这张艺术概念图展示了"旅行者"号在星际空间中穿梭的场景。图片来源:JPL-Caltech/NASA
4 月 17 日,美国航空局(NASA)宣布,为了尽可能延长"旅行者" 1 号(Voyager 1)的寿命,让它在星际空间中坚持长时间,工程师团队再次关闭了台科学仪器——低能带电粒子实验仪(LECP)。在距离地球 240 亿千米之外,这艘近半世纪前发射的探测器,仅靠着颗持续衰减的核电池,仍在向远处飞行。
"旅行者" 1 号是人类历史上飞得遥远的探测器。自 2012 年穿越日球层顶后,它已进入真正的星际空间,成为件离开太阳风庇护的人造物体。即使在科学仪器逐关闭的当下,它和"旅行者" 2 号依然在挑战人类对于太阳系与星际空间边界的认知。
罕见天象的召唤
"旅行者"号的诞生,得益于次罕见的天体排列。上世纪 60 年代,位科学在绘制外行星运动轨迹时发现:在 20 世纪 70 年代末,木星、土星、天星和海星将排列成种其有利的几何构型。
利用行星引力助应,艘探测器可以接连借助四颗巨行星的引力,不断加速,需额外燃料便能巡游整个外太阳系,大幅缩短飞行时间。原本前往海星的旅程需要约 30 年,在这种情况下可缩短至约 12 年,这样的机会每隔 176 年才会出现次。
起飞前,"旅行者" 2 号在美国航空局喷气进实验室进行测试(左图)。这架器于 1977 年 8 月 20 日升空。图片来源:JPL-Caltech/NASA
NASA 抓住了这个百年难遇的机遇。为了分担任务的失败风险,NASA 设计了两个几乎模样的探测器——"旅行者" 1 号和"旅行者" 2 号,并在 1977 年夏天相继将它们发射升空。尽管这两个器初的主要目标是探测木星和土星,预计任务执行期也仅有 4 年,但工程师团队秘密地选择了耐久的设计,即使增加少量成本也要延长潜在的工作时间。事实证明,这前瞻设计让"旅行者"号的寿命远预期。
"旅行者" 1 号和 2 号先后飞越木星,让人类窥见了太阳系未知的样貌。它们发现木卫(Io)是个炼狱般的火山世界,木卫二(Europa)表面则覆盖着厚厚冰壳。这些发现改变了人们对太阳系卫星的认知,它们并不是像月球样是布满陨石坑的灰天体,而是拥有多彩地质活动和潜在宜居环境的动态世界。
图片来源:《环球科学》2022 年 8 月刊《"旅行者"号:后的告别》
在土星附近,两艘探测器分道扬镳。"旅行者" 1 号近距离考察了土卫六(Titan),发现其浓密的大气主要由氮气组成。而"旅行者" 2 号则继续前行,成为迄今唯飞越天星和海星的器。它发现了天星的倾斜磁场、新卫星和新光环,还记录到海星上音速的狂风。这些次近距离的观测,为我们带来了太阳系外行星及其卫星的新知,也刷新了天文学对行星系统的理解。
载着诗意远航
为了让"旅行者"号在飞越每颗行星时,都能立完成观测、分析和记录,尽可能利用好收集到的科学数据,科学为每艘探测器都配备了 10 台科学仪器郴州pvc管道管件胶,包括测量带电粒子、等离子体波、磁场、宇宙线等多种仪器。这些仪器能帮科学研究行星磁层、卫星地质以及太阳风与星际介质的相互作用等特。
在这些硬核的科学设备之外,两艘探测器还分别搭载了张镀金铜质"星际唱片",也被称为"金唱片"。其上记录了地球的自然声音、照片、音乐与多种语言的问候,还包括太阳系位置图、人类 DNA 结构等讯息,表达了人类对加入星际文明的希望与善意。
每个"旅行者"号都携带了张记录着地球上声音和图像的金唱片,以备探测器被外星文明拦截。图片来源:JPL-Caltech/NASA
而搭载着科学仪器与诗意的"旅行者"号,在完成飞越外太阳系行星的任务后,逐步跨越了太阳系的层层边界。它们先遇到的是终端激波,太阳风会在这里与星际介质碰撞,并显著减速;随后是日球层鞘,太阳物质流速在此继续减缓直至翻转;终是日球层顶,太阳风向外的压力与星际介质向内的压力会在这边界处达到平衡。
日球层就像是太阳吹出的个巨大"泡泡",pvc管道管件胶它保护着太阳系内部受大部分宇宙线的侵袭。"旅行者" 1 号于 2012 年次穿越日球层顶,"旅行者" 2 号在 2018 年随后跨越,科学发现这边界远比此前模型预测的为复杂。这里的磁场向变化不如预期明显,等离子体密度跃升却真实存在,太阳活动 11 年周期的影响依然能以微弱痕迹延伸到边界之外。这些发现颠覆了原有的理论,也揭示了日球层与星际介质交互的复杂动态过程。
漫长的告别
"旅行者"号原本只计划服役 4 年,如今却已在太空中跋涉了近半个世纪。支撑两艘探测器持续前进的,是利用钚 -238 衰变产热发电的放射同位素同位素热电机(RTG)。但这颗核电池每年都会衰减,输出功率也在稳定地下降,大约每年减少 4 瓦。如今其剩余功率已降到发射时约半,因此 NASA 工程师须精细地管理探测器的能源消耗。
近几年来,NASA 按照计划关闭了"旅行者"号的加热器,切断备用系统,逐步关闭了台台科学仪器。到现在,"旅行者" 2 号仅剩 3 台科学仪器仍在运转,"旅行者" 1 号则只剩下用于测量磁场与等离子体波的两台仪器,它们仍在帮科学研究星际介质的粒子密度、压力锋面和磁场特。近关闭的低能带电粒子探测器已经工作了近 49 年郴州pvc管道管件胶,它曾帮助科学识别出太阳风与星际介质的交界,让人们得以确认探测器真正进入了星际空间。
"没有人愿意关闭科学仪器,但这是目前好的选择," NASA 喷气进实验室的"旅行者"号任务经理卡里姆 · 巴达鲁丁(Kareem Badaruddin)在接受采访时说道。但能源衰减带来的压力仍在不断逼近。就在今年 2 月,在次例行的姿态调整中,"旅行者" 1 号的功率突然异常下降。只要再低点,探测器便可能启动欠压保护,自动进入安全模式,终止收集科学数据。
工程师团队希望新的"牺牲"能为"旅行者" 1 号争取多的时间,以便团队出项大胆的升计划——团队内部称之为"大爆炸"(the Big Bang)。他们将次关闭大部分耗电设备,同时启用节能的替代系统,希望在保持探测器温度的同时,释放多可用的电力。"旅行者" 2 号将率先尝试这计划,如果成功,"旅行者" 1 号也会跟进,这甚至有望重新唤醒刚刚关闭的低能带电粒子探测器。
在"旅行者" 1 号的后批照片中,有张是从 61 亿千米外回地球时拍下的照片。这就是"旅行者"号科学卡尔 · 萨根口中的"暗淡蓝点"。图片来源 :NASA/JPL-Caltech
但即便如此,终点依然不可避。预计到 21 世纪 30 年代,两艘探测器上的所有科学仪器都将陆续停止工作,并终陷入沉寂。但在此之前,它们仍会从宇宙处传来珍贵的数据。这些数据不仅能告诉我们日球层形状、边界湍流以及太阳影响范围,也留下了大量未解之谜——为什么边界处的磁场向变化不明显?边界区域的粒子行为为何与模型预测存在偏差?这些疑问激发了科学对新代星际探测器的强烈渴望,他们提出了"星际探测器"计划,希望能从外部地观测日球层。
当所有仪器终陷入沉寂,"旅行者"号的旅程并不会终止。它们将依次经过半人马座比邻星等邻近恒星,并在银河系中漫游。即便太阳演化到晚期,这些镀金唱片和探测器或许依然能保持相对完好,带着人类的声音、图像与善意,在宇宙中静静流浪。
参考文献
[ 1 ] https://science.nasa.gov/blogs/voyager/2026/04/17/nasa-shuts-off-instrument-on-voyager-1-to-keep-spacecraft-operating/
[ 2 ] https://www.universetoday.com/articles/another-instrument-shut-down-on-voyager-1-to-extend-its-interstellar-mission
[ 3 ] https://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_1
[ 4 ] https://www.space.com/space-exploration/nasa-shuts-down-voyager-1-instrument-to-keep-probe-exploring-interstellar-space
[ 5 ] https://www.cnn.com/2026/04/27/science/voyager-1-big-bang
[ 6 ] https://science.nasa.gov/mission/voyager/
[ 7 ] 《环球科学》2025 年 5 月刊《星际旅行者,持续流浪》
[ 8 ] 《环球科学》2023 年 12 月刊《"星际唱片"的诞生》
[ 9 ] 《环球科学》2022 年 8 月刊《"旅行者"号:后的告别》相关词条:铁皮保温 塑料挤出机 钢绞线 玻璃卷毡厂家 保温护角专用胶
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