旅行者1號是迄今飛得最遠、速度最快的航天器，也是恒星際空間唯一的人造物體。雖然它飛出太陽系至少還要3萬年的時間，但它所傳回的每個信息，無不刷新人類探測器所能抵達的最遙遠的邊界。
為了探測太陽系的行星和觀測太陽以及更遠的深空，NASA于1972年3月2日和1973年4月6日先后發(fā)射先驅(qū)者10號和11號探測器，又于1977年8月20日和9月5日相繼發(fā)射旅行者2號和1號探測器。它們都向地球發(fā)回了大量寶貴的數(shù)據(jù)資料，達到了預期目的，其中尤以旅行者1號飛得最快，目前已經(jīng)飛進恒星際空間。
旅行者1號和2號是一對孿生兄弟，它們的結構基本相同，頭部是一個扁平的十面棱柱體，中央裝有燃料貯箱，在箱體上側旁邊不同方向裝有16臺小型液體火箭發(fā)動機，以供探測器改變飛行方向和調(diào)整姿態(tài)使用。棱柱體周圍安置著電子設備。其頭上戴有一頂“大草帽”，乃是直徑為3.7米的拋物面天線即定向天線。向左右伸開的兩個手臂，一個是磁強計支桿，另一個是光譜儀支架，其中除紅外光譜儀外，還有紫外光譜儀、宇宙射線探測計、等離子體探測器、廣角攝像機、窄角攝像機等。每艘旅行者號探測器都有三臺放射性同位素熱電機，利用钚238衰變時產(chǎn)生的熱能供電，每88年只消耗一半原料。
旅行者1號的兩臺攝像機的圖像分辨率比先驅(qū)者號提高了1000倍；有多種光學儀器用來測量行星及其衛(wèi)星的反射和輻射特性，并分析它們的構成和成分；有宇宙射線探測計、等離子體探測器和磁強計等星際空間環(huán)境探測設備安裝在儀器支架上，用以測量宇宙線、帶電粒子和太陽風的邊界，研究太陽與行星間的關系；還有行星射電天文接收機及其鞭狀天線，用來了解行星和衛(wèi)星的大氣層及電離層的特性。它們獲得的數(shù)據(jù)資料都用無線電信號發(fā)回地球。幸運的是，旅行者號的發(fā)射任務剛巧碰上了176年一遇的八大行星處于一線的幾何排列，可以運用引力彈弓效應予以加速。探測器只需要少量燃料以供航道修正，其余時間可以借助各個行星的引力提速，兩艘探測器只需要用上12年的時間就能造訪太陽系最遙遠的4顆行星，而非一般的30年時間。這兩艘遙遠探測器發(fā)出的信號被NASA的深空網(wǎng)天線接收，那是3臺布置在世界不同地點的巨型天線，專門用于接收遙遠宇宙中探測器發(fā)回的微弱信號。
旅行者1號是第一個提供了木星、土星以及其衛(wèi)星詳細資料的探測器。旅行者1號在1979年3月5日與木星最為接近，在此前后得以對木星及其衛(wèi)星、木星磁場以及輻射環(huán)境做深入了解。它發(fā)現(xiàn)，大紅斑是木星大氣中的一種大旋渦，猶如地球上的龍卷風。木衛(wèi)一上有火山活動，活躍程度至少是地球的10倍。
個頭小于月球的木衛(wèi)二像個冰與奶油巧克力混合的大球體，表面上分布著彎曲條紋?？茖W家分析木衛(wèi)二的照片和探測資料后提出，該衛(wèi)星表面覆蓋著5000米厚的冰層，冰層下面可能有一個深達50千米的海洋。這為后來的伽利略號多次探測木衛(wèi)二提供了理論依據(jù)和技術借鑒，并為科學家提出木衛(wèi)二生命假說奠定了基礎。
旅行者1號于1980年11月12日最接近土星。它不僅探測到土星環(huán)的復雜結構，還對土衛(wèi)六上的大氣層進行了觀測。由于發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)六擁有濃密的大氣層，地面控制人員決定讓旅行者1號駛近土衛(wèi)六進行研究，而造訪天王星和海王星的任務交給旅行者2號去完成。這次靠近土衛(wèi)六的決定使旅行者1號受到了額外的引力影響，最終離開了地球公轉(zhuǎn)軌道面而向深空飛行，其任務已變?yōu)樘綔y太陽風頂，以及對太陽風粒子進行測量。
1990年2月14日，旅行者1號調(diào)轉(zhuǎn)鏡頭，對準它出發(fā)的方向，拍攝了太陽系的“全家?！?。圖像中的地球只不過是一顆幾乎看不到的暗淡藍點——這便是人類搖籃在宇宙中真實的地位。木星、土星的表面重力分別是地球表面重力的2.68、1.16倍，加上其衛(wèi)星的作用，故使旅行者1號的飛行速度達到了66.27千米/秒。
旅行者1號除了執(zhí)行科學探測任務外，還是人類文明的使者。它攜帶著一張銅質(zhì)鍍金唱片，存有115幅圖像，27首世界名曲以及多種大自然的聲音，包括海浪、風、雷以及鳥鳴和鯨魚的歌聲在內(nèi)的動物叫聲等。同時，還有55種人類語言錄制的問候語——“行星地球的孩子向你們問好”。55種語言中包括了古代美索不達米亞阿卡得語等非常冷僻的語言，中文除普通話外，還有粵語、閩南語、吳語等方言。世界名曲中有中國古琴曲《高山流水》。
旅行者1號目前距離地球已經(jīng)超過200億千米，而沿著另一條不同路徑飛行的旅行者2號距離地球也已經(jīng)超過170億千米。
2014年9月13日，NASA召開新聞發(fā)布會，宣稱旅行者1號探測器已經(jīng)離開太陽系，正在飛向別的恒星，它也成為首個沖出太陽系的人類制造的飛行器。可是一些航天和天文專家認為，旅行者1號只是進入了星際空間，尚未飛出太陽系。這主要是對太陽系邊界的界定不同所致。
有天文學家認為，太陽系應以日球?qū)印栵L發(fā)生作用的最大范圍——為界。由于太陽以220千米/秒的速度在銀河系中運動，所以日球?qū)硬⒎菍ΨQ的球形，在太陽運動方向上的日球?qū)幼畋?，約為100個天文單位（1個天文單位約等于1.496億千米），在太陽運動的反方向這一厚度能達到500個天文單位以上。旅行者1號正是沿著太陽運動的方向飛行，故而穿越了日球?qū)禹?，離開了太陽系。
更多的天文學家則主張根據(jù)太陽的萬有引力來定義太陽系邊界。在太空中某一地方，太陽引力和臨近恒星的引力會達到平衡，這里便是太陽系的邊界。如果一個天體主要受到太陽引力的作用，圍繞太陽運動，那么它就是太陽系天體。日球?qū)右约斑b遠的小行星與彗星都在太陽系范圍內(nèi)。在太陽系遙遠的疆域有一個包圍著太陽系的球體——奧爾特云團，那里孕育著1000億顆長周期彗星。奧爾特云團一直延續(xù)到距離太陽5萬～15萬個天文單位，那里是太陽引力束縛天體的最后區(qū)域。照此定義，旅行者1號需要3萬年左右才能飛出太陽系。
旅行者1號所攜帶的兩枚核電池將支持它持續(xù)工作到2025年或之后，此后，人類將失去與它的聯(lián)系。即使探測器完全靜默后，它仍然將保持目前的速度孤獨地向著宇宙深處遠航，并且一去不回。無論何時飛出太陽系，“旅行者”在人類的航天史上已成為一座具有紀念意義的里程碑。
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