探索未知領(lǐng)域,這顆星際飛船正在做,我們只需等待
新視野號是一個(gè)星際空間探測器,作為NASA新前沿計(jì)劃的一部分而發(fā)射。 [4]這個(gè)航天器由約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室 (APL) 和西南研究所 (SwRI) 設(shè)計(jì),由艾倫·斯特恩(Alan Stern) 所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)[5] 于 2006 年發(fā)射升空,主要任務(wù)是飛越冥王星進(jìn)行研究在2015 年,以及在接下來的十年中飛越并研究一個(gè)或多個(gè)其他柯伊伯帶天體 (KBO) 的次要任務(wù),這成為了 486958 Arrokoth 的任務(wù)。這是第五個(gè)達(dá)到離開太陽系所需的逃逸速度的探測器。
數(shù)千年來,生活在地球上的人類一直仰望著閃爍的星辰,神游于浩瀚的宇宙。即便是如今,對于人類而言,將宇航員送出太陽系仍是一個(gè)遙不可及的夢想。所幸至今為止,人類已發(fā)射了五枚無人駕駛的宇宙探測器,它們正朝著通往星際空間(即恒星之間的空間)的道路上翱翔。這五大探測器的使命是探索太陽系的帶外行星(即軌道在小行星帶以外的行星:木星,土星,天王星和海王星),它們在飛速駛過巨大的星體的同時(shí),捕獲到的數(shù)據(jù)足以改變我們對太陽系的固有認(rèn)知。
完成了最初被賦予的使命后,探測器的動(dòng)量(即物體在它運(yùn)動(dòng)方向上保持運(yùn)動(dòng)的趨勢)將會(huì)繼續(xù)推動(dòng)它們自身駛離太陽系并最終抵達(dá)宇宙浩瀚無垠的群星之列。正因如此,有四枚探測器上攜帶有“地球名片”,若有朝一日,外星智慧生物讀到了這些“名片”,它們便能獲取探測器發(fā)明者,也就是我們?nèi)祟惖男畔⒘?。一般認(rèn)為,一旦探測器到達(dá)了星際空間,就代表它們已經(jīng)離開了太陽系。根據(jù)NASA(美國國家航空航天局)的說法,“太陽風(fēng)”被“星際介質(zhì)”阻礙的地方就是星際空間,“太陽風(fēng)”是日冕因高溫膨脹,不斷拋射到行星際空間的等離子流體,“星際介質(zhì)”則是存在于星系內(nèi)恒星與恒星之間的物質(zhì)與輻射。
“太陽風(fēng)”與“星際介質(zhì)”的活動(dòng)在太陽周圍形成了一個(gè)巨大的氣泡——“日球?qū)印?,其擴(kuò)散區(qū)域可覆蓋太陽系所有行星。在日球?qū)拥倪吘?,人們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)理論上的邊界線——“日球?qū)禹敗保鶕?jù)最新的科學(xué)測算,一旦穿過了“日球?qū)禹敗边@條邊界線,就能到達(dá)星際空間了。不過,想要精確測量這條邊界線并非是件易事,因?yàn)樗恢痹诓煌5厥湛s或拉伸,人們很難估算出探測器穿過它的精準(zhǔn)時(shí)間。
目前,僅有五枚探測器的航線軌道被設(shè)定會(huì)穿越這一邊界,而被證實(shí)已經(jīng)穿過了這條邊界的探測器僅有2枚。發(fā)射于1972年的“先驅(qū)者10號”是NASA第一枚承載著探索帶外行星使命的探測器。這枚凝聚著人類雄心壯志的探測器取得了一項(xiàng)又一項(xiàng)巨大的成就:它是第一枚成功穿越火星和木星之間的小行星帶、第一枚近距離觀測木星、第一枚全部使用核動(dòng)力源的探測器,也是第一個(gè)飛出太陽系的人造物體。
“先驅(qū)者10號”計(jì)劃原定時(shí)間僅為21個(gè)月,然而它卻遠(yuǎn)超預(yù)期,持續(xù)有效地工作了30多年,直到2003年1月向地球發(fā)回它的最后一個(gè)信號。就在此時(shí)此刻,“先驅(qū)者10號”仍在漂流。它的行駛方向背離了太陽在銀河系中的運(yùn)動(dòng)軌跡,二者相距180億公里。如同一艘幽靈船,“先驅(qū)者10號”靜靜駛?cè)肓司嚯x地球110多億英里之外寒冷而黑暗的太空。
這說明探測器正在穿過太陽的尾部,這是周圍的星際物質(zhì)形成的太陽圈的延伸區(qū)域,就像船在水中行駛留下的尾跡。雖然先驅(qū)者10號探測器目前已經(jīng)失聯(lián)了,但這顆遙遠(yuǎn)的探測器預(yù)計(jì)會(huì)在2057年左右進(jìn)入星際空間,這段星際空間的旅程將需要超過85年才能完成。在兩百萬年之后,它會(huì)經(jīng)過紅巨星畢宿五,就是目前68光年之外金牛座的眼睛。與它的孿生兄弟一樣,先驅(qū)者11號取得了類似的成功。它在一年之后的1973年發(fā)射,在成為了第二個(gè)成功飛過火星、主小行星帶與木星的探測器之后,達(dá)成了首次飛略土星的成就。
但與先驅(qū)者10號不同的是,在離開土星后,先驅(qū)者11號朝向相反的方向飛出太陽系,前往銀河系的中心,射手座。NASA(美國國家航空航天局)在1995年收到了先驅(qū)者11號失聯(lián)之前傳回的最后的信號,這一時(shí)刻標(biāo)志著它不可思議的22年任務(wù)的結(jié)束。目前,這顆失聯(lián)的探測器遠(yuǎn)在90億英里之外,也就是150億千米之外,預(yù)計(jì)在2027年將會(huì)到達(dá)星際空間。在大約4百萬年之后,先驅(qū)者11號將漂流到天弁七附近,這是一顆距離約125光年以外的年輕恒星。
科學(xué)家們一直都知道,探測器終將旅行到銀河系中新的異域的地方,所以它們都裝載有特殊的信息。兩臺探測器上都附有鍍金氧化鋁板,來向任何可能會(huì)遇到它的其他生命介紹人類。鋁板上刻有一個(gè)男人和一個(gè)女人,以及我們的太陽系圖示,來向它們揭示我們的樣子、我們來自哪里。先驅(qū)者號成功后不久,NASA發(fā)射了可能是迄今為止最著名的無人航天器——旅行者號探測器。兩臺探測器都是在1977年發(fā)射,以利用太陽系外層行星的175年出現(xiàn)一次的罕見排列。
木星、土星、天王星和海王星將處于完美的飛越位置,使得每個(gè)探測器能夠以前所未有的方式探測巨行星。然而,在經(jīng)過木星和土星時(shí),NASA決定改變旅行者一號的軌跡,以便它能夠近距離飛略土星神秘的、霧靄覆蓋的衛(wèi)星土衛(wèi)六。
2012年,旅行者1號沖出太陽系的束縛,成為人類歷史上第一個(gè)進(jìn)入星際空間的人造探測器,如今仍在深空中遨游。同年,旅行者2號繼續(xù)它的行星之旅,成為第一個(gè)與冰巨星——天王星和海王星相遇的航天器。當(dāng)它完成這偉大的航行之后,就會(huì)像它的雙胞胎姊妹——旅行者1號那樣沖出太陽系,于2018年穿過太陽風(fēng)層,加入到深空探測的行列。自1977年發(fā)射至今,旅行者號已經(jīng)在宇宙中航行四十多年了,兩顆探測器竟仍然與NASA維持聯(lián)系,真是難以置信!它們探索的領(lǐng)域是從未有人揭開的宇宙奧秘。
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太陽系并非旅行者號的終極目標(biāo),旅行者1號將會(huì)在4萬年后從距離它1.6光年的格利澤445飛過。格利澤445是一顆M-型主序星,位于鹿豹座,距離地球17.45光年。與此同時(shí),旅行者2號會(huì)以同樣的距離與紅矮星Ross 248(位于仙女座內(nèi),距離地球大約10.3光年)相遇。25.6萬年以后,這兩顆古老的探測器就會(huì)漂過現(xiàn)今夜空中最亮的星——天狼星(現(xiàn)時(shí)距離地球8.6光年)。跟先驅(qū)者號一樣,旅行者號同樣身負(fù)特別的使命,它們攜帶的時(shí)間膠囊能向相遇的任何外星宇宙旅行者傳遞信息。
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這些被刻錄在一張12英寸的鍍金銅質(zhì)唱片上的信息,是關(guān)于地球的聲音和圖像,記錄著地球上豐富多彩的生物和文明,代表著我們這顆絢麗的星球在星際中航行。發(fā)射并最終將穿過太陽系邊界進(jìn)入星際空間的航天器是新視野號,它是唯一訪問過冥王星的探測器。新視野號經(jīng)過9年半的航行,終于在2015年的時(shí)候到達(dá)冥王星,為我們近距離展示了冥王星表面特征的更多細(xì)節(jié)。此后,新視野號繼續(xù)深空探測,并成為第一個(gè)遇見柯伊伯天體的探測器,它遇到的柯伊伯天體名為阿羅科斯。
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新視野號在穿過太陽風(fēng)層之前,會(huì)在太陽系當(dāng)中開展為期30年的探測任務(wù),并有望在不久的將來造訪更多其他柯伊伯天體。據(jù)NASA科學(xué)家稱,這顆深空探測器的電力只能維持到2030年左右,所以當(dāng)其進(jìn)入星際空間之后是否還能正常運(yùn)行仍然不明朗。與之前的探測器不同,新視野沒有攜帶一個(gè)新的用來把我們介紹給任何外星生命的板塊,當(dāng)它們遇到它, 但是新視野號攜帶著同樣有趣的東西。
主要的部件附在航天器的底端的一個(gè)小容器里,里面裝著發(fā)現(xiàn)冥王星的科學(xué)家的骨灰,Clyde Tombaugh, 他是一位打開太陽系“第三區(qū)域”的天文學(xué)家,這個(gè)區(qū)域被稱為科伊伯帶,先驅(qū)的探測器會(huì)被以NASA最成功的任務(wù)而銘記,它們像是黑暗中的幽靈船,不能與地球通信,這便是它們的命運(yùn)。
然而,航海者號仍在讓科學(xué)家們感到驚訝,因?yàn)樗麄儓?jiān)持在日球?qū)拥牧硪贿吿剿髦粗臇|西,至于它能量耗盡之前能走多遠(yuǎn),只有時(shí)間能告訴我們。所有的五個(gè)優(yōu)秀的的探測器只能被視為用于進(jìn)一步了解太陽系以外的其他地方的工具,但它們的意義不止于此,它們提醒我們的雄心壯志,被發(fā)送到宇宙中最深處最黑暗的區(qū)域,幫助我們在宇宙中尋找自己。去探索超出我們視界的文明遺跡。
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by:空白,Active,天體物理學(xué)的學(xué)生