太陽(yáng)系中飛得最遠(yuǎn)的航天器現(xiàn)在走到哪兒了？
背負(fù)著人類太空夢(mèng)的探測(cè)器家族，它們?nèi)缃穸荚谀睦铮?/p>
尋夢(mèng)星辰大海，壯士一去不復(fù)還
藝術(shù)家創(chuàng)繪的旅行者姊妹探測(cè)器之一
（圖片來(lái)源：美國(guó)國(guó)家航空航天局/噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室）
自1972年的先驅(qū)者10號(hào)開始，在過(guò)去的50年間，人類一直向外太空發(fā)射探測(cè)器?，F(xiàn)在已經(jīng)有5架空間探測(cè)器，或是即將，或已經(jīng)抵達(dá)太陽(yáng)系的邊緣，它們是先驅(qū)者10號(hào)、先驅(qū)者11號(hào)、旅行者1號(hào)、旅行者2號(hào)，以及新視野號(hào)。
這些探測(cè)器的壽命大多比預(yù)計(jì)的更長(zhǎng)久，工作量也極大超出預(yù)期。它們?cè)镜娜蝿?wù)僅僅是探測(cè)我們臨近的行星，可現(xiàn)在卻都勇闖太陽(yáng)系外，將太空之中獨(dú)一無(wú)二的奇妙影像源源不斷發(fā)送給天文學(xué)家們，而到2022年時(shí)，其數(shù)量已經(jīng)尤為可觀。
旅行者1號(hào)和旅行者2號(hào)
2022年有著非凡的紀(jì)念意義，因?yàn)檫@是旅行者太空探測(cè)任務(wù)成功執(zhí)行的第45個(gè)年頭。兩架旅行者探測(cè)器最初的任務(wù)，僅僅是對(duì)地外行星進(jìn)行近距離飛越探測(cè)，而如今，它們正不斷抵達(dá)人類太空探索的最遠(yuǎn)距離，對(duì)天文學(xué)家了解太陽(yáng)系的貢獻(xiàn)，實(shí)可謂居功至偉。
它們現(xiàn)在的主要任務(wù)則是探索太陽(yáng)的影響在何處結(jié)束，而其他恒星的影響又于哪里開始。2012年，旅行者1號(hào)飛越了日球?qū)禹敚╤eliopause），它是太陽(yáng)的帶電粒子流（太陽(yáng)風(fēng)）的盡頭，而旅行者2號(hào)緊隨旅行者1號(hào)的步伐，于2018年也飛越了日球?qū)禹敗?/p>
“旅行者1號(hào)進(jìn)入星際空間已經(jīng)10年了…而它還在向前走著，勇猛前行?！泵绹?guó)國(guó)家航空航天局（NASA）位于加利福尼亞的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）的行星科學(xué)家，同時(shí)也是旅行者項(xiàng)目組成員的琳達(dá)斯皮爾克如是說(shuō)道。
而旅行者項(xiàng)目組在2022年也遇到一個(gè)棘手的小問(wèn)題：探測(cè)器開始發(fā)回混亂的位置信號(hào)。不過(guò)工程師們找到了原因并予以解決——錯(cuò)誤來(lái)自一塊本不該使用的已損壞的電腦芯片?，F(xiàn)在，旅行者號(hào)恢復(fù)了正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
其實(shí)對(duì)于一架上了年紀(jì)的探測(cè)器來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)這些小意外是再正常不過(guò)的。項(xiàng)目組仍在積極地管理著每一架探測(cè)器上搭載的電力系統(tǒng)。由于旅行者號(hào)上的放射性熱電機(jī)會(huì)隨時(shí)間推移而逐漸衰退，電力供應(yīng)也會(huì)逐年下降，小組成員關(guān)閉了為一部分科學(xué)儀器保溫的加熱器。然而令幾乎所有人驚訝的是，在如此嚴(yán)寒的太空中，那些儀器仍然良好運(yùn)行著。
太空中離地球最遠(yuǎn)的人造航天器，以及它們飛出太陽(yáng)系的軌跡
（圖片來(lái)源：美國(guó)國(guó)家航空航天局/約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室/美國(guó)西南研究院）
誠(chéng)然，旅行者號(hào)上的照相機(jī)在幾十年前就已經(jīng)關(guān)閉了，然而其上搭載的其他儀器在距離太陽(yáng)幾百億公里以外，仍然繼續(xù)接收它所發(fā)出的等離子體和磁場(chǎng)。由于太陽(yáng)風(fēng)——那些源源不斷逃離太陽(yáng)的帶電粒子流們——要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才能吹到如此之遠(yuǎn)，遠(yuǎn)距離觀測(cè)手段就能讓科學(xué)家了解，來(lái)自太陽(yáng)的變化如何遍及我們的宇宙鄰居。
太陽(yáng)系的邊緣也同樣使人眼界大開。照理來(lái)說(shuō)，越是遠(yuǎn)離太陽(yáng)系的中心，來(lái)自太陽(yáng)的等離子體應(yīng)該越稀疏與分散?？墒聦?shí)上，在旅行者號(hào)穿過(guò)日球?qū)禹敽?，它們遇到了更加密集的等離子體，而天文學(xué)家尚未解開這個(gè)謎團(tuán)。
斯皮爾克說(shuō)：“都這么久了，太陽(yáng)仍然對(duì)星際空間有著影響，這實(shí)在是太令人驚訝了。我非常期待旅行者號(hào)繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，或許能堅(jiān)持到第50個(gè)年頭?！?/p>
先驅(qū)者10號(hào)和先驅(qū)者11號(hào)正如“先驅(qū)者”這個(gè)名字所指示的，先驅(qū)者號(hào)航天器在人類探索太空的歷史上占有重要的一席之地。2023年，這兩架里程碑式的航天器就年滿51歲了，然而很不幸，它們都已經(jīng)無(wú)法工作了——先驅(qū)者10號(hào)在2003年失聯(lián)，而自1995年最后一次與地球聯(lián)絡(luò)之后，先驅(qū)者11號(hào)也歸于沉默。
但這兩架航天器卻是人類存在于太陽(yáng)系之中的標(biāo)志，它們?nèi)栽诶^續(xù)著自己的旅程，盡管人類已經(jīng)無(wú)法再與它們?nèi)〉寐?lián)絡(luò)，也無(wú)法再為它們蓄力點(diǎn)火。根據(jù)物理定律，航天器一旦被送入離開太陽(yáng)系的預(yù)定軌道，除非有什么外力改變它的路線，否則它將一去不返。
新視野號(hào)
到目前為止，新視野號(hào)是所有空間探索開拓者中最年輕的一員，2006年才被發(fā)射進(jìn)入太空。2015年，在完成其最著名的對(duì)矮行星冥王星的飛越之后，新視野號(hào)以史上最快速度飛離太陽(yáng)系，預(yù)計(jì)將在2040年抵達(dá)日球?qū)禹敗?/p>
新視野號(hào)不僅完成了探測(cè)冥王星這第一個(gè)任務(wù)，作為任務(wù)延展，它更在2019年飛越了柯伊伯帶的小天體“天空”（Arrokoth）。2022年年中，由于下一個(gè)延展任務(wù)尚未被選定，新視野號(hào)進(jìn)入冬眠模式。而隨后，項(xiàng)目小組就確定了新視野號(hào)在柯伊伯帶的第二個(gè)任務(wù)（簡(jiǎn)稱KEM2）。盡管新視野號(hào)的冬眠期將持續(xù)到2023年3月1日，但KEM2已于2022年10月1日正式啟動(dòng)。
在這期間，小組正篩選著下一個(gè)振奮人心的觀測(cè)計(jì)劃——新視野號(hào)搭載的最前沿的科學(xué)儀器，比上世紀(jì)70年代的旅行者號(hào)不知先進(jìn)多少倍。因此，它將被用作太陽(yáng)系遠(yuǎn)端的移動(dòng)天文臺(tái)，為科學(xué)家提供在地球上無(wú)法觀測(cè)到的視角。
就職于噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）的科學(xué)家，同時(shí)也是新視野號(hào)項(xiàng)目組成員之一的邦妮布拉蒂表示，她十分期待看到柯伊伯帶天體（KBOs），也就是海王星上方那些巨大的冰塊和巖石群的新圖像，因?yàn)樾乱曇疤?hào)正處在外太陽(yáng)系獨(dú)一無(wú)二的位置，而這樣的位置可以從新角度觀測(cè)這些天體。不同視角的觀測(cè)有很多優(yōu)勢(shì)，其中之一，就是天文學(xué)家能通過(guò)觀察光線在這些天體表面的分布和成影，來(lái)判斷它們的粗糙程度。
而另一位小組成員，來(lái)自科羅拉多西南研究院的行星科學(xué)家萊斯利楊則希望看看兩顆冰巨行星，天王星與海王星。新視野號(hào)獨(dú)特的視角能讓科學(xué)家看到光線是如何散射并穿透這兩顆行星的大氣層的，而若想在地球上以相同的角度觀測(cè)，則根本看不到這兩顆行星。行星科學(xué)家們都迫切希望獲得這幾顆行星更多的信息，而NASA更是著手部署一個(gè)探測(cè)天王星的新計(jì)劃了。
等到新視野號(hào)結(jié)束冬眠期，它將穿過(guò)被稱為“柯伊伯懸崖”的地帶，目前科學(xué)家認(rèn)為此處的大型柯伊伯天體數(shù)量稀少。巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的天文學(xué)家布萊恩霍勒說(shuō)：“我們觀測(cè)其他星系的時(shí)候，總能看到無(wú)數(shù)圓形碎片從它們的主星一直擴(kuò)散到極遠(yuǎn)的空間區(qū)域。如果外星人也在觀測(cè)太陽(yáng)系，它們會(huì)不會(huì)看到同樣的場(chǎng)景？”
下一項(xiàng)擴(kuò)展任務(wù)甚至超出了新視野號(hào)原本的研究領(lǐng)域。它將對(duì)光和宇宙射線的背景進(jìn)行迄今為止最詳細(xì)的測(cè)量，追蹤遍及太陽(yáng)系的宇宙塵埃的分布，并收集有關(guān)太陽(yáng)影響的重要信息，與旅行者號(hào)所傳回信息互為補(bǔ)充對(duì)照。這三架尚在運(yùn)行中的遙遠(yuǎn)的探測(cè)器正飛往不同方向，這就使天文學(xué)家得以繪制出太陽(yáng)系結(jié)構(gòu)中不規(guī)則的部分。
新視野號(hào)很幸運(yùn)，有跡象顯示它的電力能一直持續(xù)到2040年代，甚至更久，并且保持每年300萬(wàn)英里（480萬(wàn)公里）的行進(jìn)速度，去探索更多未知疆域。
BY:Briley Lewis
FY:煮酒
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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
3.原文來(lái)自：https://www.space.com/most-distant-spacecraft-voyagers-new-horizons
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