旅行者二號(hào)在33年前經(jīng)過(guò)海王星

33年前的1989年8月25日，美國(guó)宇航局的旅行者2號(hào)飛船近距離掠過(guò)海王星。這不僅是人類第一次近距離觀察太陽(yáng)系的第八顆行星，這還標(biāo)志著旅行者號(hào)對(duì)太陽(yáng)系四大行星(木星、土星、天王星和海王星)的大旅行任務(wù)的結(jié)束。此后，再?zèng)]有其他航天器到訪過(guò)海王星。

埃德·斯通(Ed Stone)是加州理工學(xué)院的物理學(xué)教授，自1975年以來(lái)一直是旅行者號(hào)的項(xiàng)目科學(xué)家，他說(shuō):“旅行者行星計(jì)劃確實(shí)是一個(gè)向公眾展示科學(xué)的機(jī)會(huì)，每天我們都能學(xué)到新東西?！?/p>

旅行者2號(hào)發(fā)現(xiàn)的這顆行星被藍(lán)綠色和鈷藍(lán)色的云層包裹著，看起來(lái)像木星和土星的藍(lán)色兄弟姐妹。海王星上的藍(lán)色表示甲烷的存在。不僅如此，海王星上還有一場(chǎng)巨大的與石板顏色類似的風(fēng)暴，它被稱為大黑斑，類似于木星的大紅斑。此外，旅行者2號(hào)還發(fā)現(xiàn)了6顆新衛(wèi)星和4個(gè)環(huán)。

圖解：旅行者2號(hào)在1989年8月25日最接近海王星前不到5天獲得了這張照片。你可以看到海王星的大黑點(diǎn)——大氣中的風(fēng)暴——以及伴隨風(fēng)暴而來(lái)的模糊的明亮淺藍(lán)色云團(tuán)。圖源：NASA/JPL-Caltech。

旅行者二號(hào)也訪問了海衛(wèi)一

在這次經(jīng)歷中，工程團(tuán)隊(duì)小心翼翼地改變了探測(cè)器的方向和速度，以便它能近距離飛越木星最大的衛(wèi)星，海衛(wèi)一。這次飛掠揭示了地質(zhì)上年輕的表面，和活躍的間歇泉向天空噴射物質(zhì)的證據(jù)，這表明海衛(wèi)一不僅僅是一個(gè)固態(tài)的冰球。盡管它的表面溫度是旅行者號(hào)觀測(cè)到的所有自然天體中最低的:-391華氏度(-235攝氏度)。

到那里去

當(dāng)旅行者2號(hào)到達(dá)海王星時(shí)，旅行者任務(wù)小組已經(jīng)完成了對(duì)5個(gè)行星的探測(cè)，但這顆藍(lán)色的大行星仍然帶來(lái)了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。

海王星距離太陽(yáng)的距離大約是日地距離的30倍。所以，這顆冰冷的巨人接收到的陽(yáng)光只有地球的0.001倍。在如此低的光線下，旅行者2號(hào)的相機(jī)需要更長(zhǎng)的曝光時(shí)間才能獲得高質(zhì)量的圖像。但相對(duì)于地球，探測(cè)海王星時(shí)航天器的最大速度卻會(huì)達(dá)到約60000英里/小時(shí)(90000公里/小時(shí))。所以，長(zhǎng)時(shí)間的曝光會(huì)使圖像模糊。(想象一下，你試圖從一輛超速行駛的汽車的車窗外拍攝路邊的標(biāo)志。)

因此，該團(tuán)隊(duì)對(duì)旅行者2號(hào)的推進(jìn)器進(jìn)行了編程，使其在近距離接近時(shí)輕輕點(diǎn)火。因此，旋轉(zhuǎn)航天器在保持相機(jī)聚焦在目標(biāo)上的同時(shí)，不打斷航天器的整體速度和方向。

圖解：旅行者2號(hào)在1989年8月26日拍攝了這兩張海王星環(huán)的照片，也就是在最接近海王星的時(shí)候，海王星的兩個(gè)主環(huán)清晰可見。在長(zhǎng)時(shí)間曝光和太陽(yáng)背光的幫助下，可以看到兩個(gè)較暗的環(huán)。圖源：NASA PhotoJournal

收到來(lái)自海王星的無(wú)線電訊號(hào)

探測(cè)器的距離是由旅行者2號(hào)的無(wú)線電信號(hào)到達(dá)地球的時(shí)間決定的，它們比其他飛越地球的信號(hào)要弱，但是宇宙飛船有時(shí)間的優(yōu)勢(shì)。旅行者號(hào)通過(guò)深空網(wǎng)絡(luò)(DSN)與地球通信，該網(wǎng)絡(luò)利用了幾個(gè)無(wú)線電天線，他們分別在西班牙馬德里;堪培拉,澳大利亞;以及加州的戈德斯通。1986年旅行者2號(hào)與海王星相遇時(shí)，三個(gè)最大的寬達(dá)64米(210英尺)的深空網(wǎng)絡(luò)天線，為了協(xié)助探索，將天線擴(kuò)大到70米(230英尺)。他們還用了附近的非深空網(wǎng)絡(luò)天線來(lái)收集數(shù)據(jù)，包括澳大利亞帕克斯的另一個(gè)64米(210英尺)的天線和新墨西哥州的甚大陣列上多個(gè)25米(82英尺)的天線。

這一努力確保了工程師們能夠清晰地聽到旅行者號(hào)的聲音。它還增加了在特定時(shí)期內(nèi)能夠到達(dá)地球的數(shù)據(jù)量，因此，使航天器能夠從飛掠中發(fā)回更多的照片。

在那里

在1989年8月那次近距離接觸的前一周，位于加利福尼亞州帕薩迪納的美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(負(fù)責(zé)管理旅行者號(hào)任務(wù))的氣氛十分緊張。當(dāng)旅行者2號(hào)在接近海王星時(shí)拍攝的圖像經(jīng)過(guò)4個(gè)小時(shí)的旅程到達(dá)地球時(shí)，旅行者團(tuán)隊(duì)的成員都擠在實(shí)驗(yàn)室周圍的電腦顯示器前觀看。斯通說(shuō)：“旅行者號(hào)的行星探測(cè)與今天的任務(wù)不同的一點(diǎn)是，當(dāng)時(shí)沒有互聯(lián)網(wǎng)可以讓整個(gè)團(tuán)隊(duì)和全世界同時(shí)看到照片，這些圖像只能在有限的幾個(gè)地點(diǎn)實(shí)時(shí)獲得。”

但該團(tuán)隊(duì)承諾會(huì)盡快向公眾發(fā)布最新消息。因此，從8月21日到8月29日，他們將在每天的新聞發(fā)布會(huì)上與全世界分享他們的發(fā)現(xiàn)。8月24日，一個(gè)名為“旅行者徹夜”的節(jié)目在每日格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間凌晨4點(diǎn)(加州時(shí)間8月24日晚上9點(diǎn))定期播報(bào)探測(cè)器與行星近距離接觸的最新情況。

第二天早上，副總統(tǒng)丹·奎爾(Dan Quayle)參觀了實(shí)驗(yàn)室并贊揚(yáng)了旅行者團(tuán)隊(duì)。當(dāng)天晚上，查克·貝里在噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的慶祝活動(dòng)上演奏，他的歌曲Johnny B. Goode曾被收錄在“旅行者”號(hào)的金唱片中。

圖解：1989年8月，查克·貝里(左)和卡爾·薩根(右)在旅行者2號(hào)飛越海王星的慶祝活動(dòng)上。貝瑞的歌曲Johnny B. Goode是金唱片中唯一的搖滾歌曲，目前正在和旅行者1號(hào)，2號(hào)一起遨游星際空間。圖源：NASA

旅行者號(hào)們現(xiàn)在仍成功地繼續(xù)運(yùn)行

當(dāng)然，旅行者號(hào)如今的成就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了30多年前那個(gè)具有歷史意義的一周?，F(xiàn)在，兩個(gè)探測(cè)器都在離開太陽(yáng)風(fēng)層后進(jìn)入了星際空間。太陽(yáng)風(fēng)層是一個(gè)圍繞行星的保護(hù)性氣泡，由太陽(yáng)向外噴射的高速粒子流和磁場(chǎng)形成。

他們正在向地球報(bào)告星際空間這個(gè)地方的“天氣”和情況：這兒充滿了銀河系其他地方爆炸的恒星碎片。他們向宇宙海洋邁出了人類脆弱的第一步，其他運(yùn)行中的探測(cè)器從未飛到過(guò)那里。

旅行者號(hào)的數(shù)據(jù)還補(bǔ)充了其他任務(wù)的數(shù)據(jù)，其中包括美國(guó)宇航局的星際邊界探測(cè)器(IBEX)，它可以遠(yuǎn)程感知來(lái)自太陽(yáng)的粒子與來(lái)自銀河系其他地方的物質(zhì)碰撞的邊界。美國(guó)宇航局正在準(zhǔn)備星際測(cè)繪和加速探測(cè)器(IMAP)，該探測(cè)器將于2024年發(fā)射，以利用旅行者號(hào)的觀測(cè)結(jié)果。

旅行者號(hào)打算用13瓦的發(fā)射器將它們的發(fā)現(xiàn)發(fā)送回深空網(wǎng)絡(luò)天線，這個(gè)功率大約足以運(yùn)行一個(gè)冰箱里的燈泡。斯通說(shuō):“它們每天都在人類探測(cè)器從未到過(guò)的地方旅行。發(fā)射多年后，他們?nèi)栽谔剿??！?/p>

圖解：海王星和海衛(wèi)一，由旅行者號(hào)拍攝

BY: Deborah Byrdand

FY:Equality

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