旅行者號探測器或2030年徹底失聯
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旅行者號探測器或2030年徹底失聯,這兩個探測器於1977年從地球出發,45年後,它們已經飛出了太陽系,在星際空間漫遊,是至今爲止距離地球最遙遠的人造飛行器。旅行者號探測器或2030年徹底失聯。
旅行者號探測器或2030年徹底失聯1
根據《科學美國人》的報道稱,美國宇航局正在準備結束旅行者號的部分任務,而該任務已經持續了超過開始預計時長的十倍了。旅行者號探測航天器的設計壽命本來只有4年,但是經過近45運行後,仍然可以從星際空間邊緣傳回信息與美國宇航局取得聯繫。美國宇航局計劃通過關閉一些儀器的電源,以延長探測器的任務時間,希望可以正常工作持續到2030年。
1977年,美國發射旅行者1號和旅行者2號進入了太空,執行原計劃只有4年的太空探索任務,主要任務是負責拍攝木星、土星、天王星和海王星以及它們各自的衛星,研究其大氣層結構,進行地質分析和磁場分析。
但我們知道時至今日,這兩艘探測器在經歷了長達45年的太空探索後,仍然在執行着任務,旅行者1號更是遠在233億公里之外,是日地平均距離的155倍左右,與太陽系最遠的地區進行密切接觸,是人類迄今爲止飛行最遠的飛行器。
爲什麼旅行者號可以堅持運行這麼多年呢?
要各個儀器正常運行,就必須具備充足的能源供其使用,如果是普通的電池能源驅動,怕是無法使用45之久,早已耗盡能源失去聯繫了。那科學家是怎麼解決這個問題的呢?
科學家給旅行者號配備了同位素溫差發電機,同時還有2塊備用電池,鈈-238的半衰期是87.7年,可以確保旅行者號探測器長時間的能源供給。此外在旅行者號飛行過程中,科學家通過合理設計與計算,也會利用各個行星的引力給探測器加速,這也叫“引力彈弓”效應,以減少旅行者號探測器自身能源消耗。
以前的科學家也許做夢都想不到它們竟然可以堅持到現在,成爲有史以來最長的太空任務。不過科學家也預測旅行者探測器可能堅持到2025年便會耗盡電池能量,最終與美國宇航局徹底失去聯繫,併成爲漂浮在宇宙中的一艘“流浪探測器”。
那在這麼遙遠的宇宙中飛行,探測器是如何保持通訊的呢?
美國是採用了深空測控網絡的解決方案,包括在美國、西班牙、澳大利亞三個地區的深空通訊設施組成,以120度的間距圍繞地球,確保地球自轉的時候仍然能夠接收到來自旅行者號發射的信號。同時旅行者號自身也配備了強大的通信系統,有一根直徑3.7米的拋物面天線高增益天線,用來接收深空測控網絡發送的信號。
當設備遇到故障的時候,通過分析問題所在,拆解更換問題零件基本就可以完成維修。但對於已經發射在太空的探測器來說,這往往是不大現實的。
當航天器,衛星或者太空探測器出現故障的時候,他們必須要找出問題原因,並告訴這些高科技精密儀器如何做才能恢復正常,這無疑是一個非常棘手的過程。旅行者號也同樣在四十多年的飛行過程中由於老化等問題導致操縱動作延遲等問題。
隨着能源的逐漸消耗,美國宇航局也準備結束部分儀器任務,以達到更長時間的保持聯繫的運行旅行者號。
根據旅行者號傳回的數據分析,太陽日光層與星際空間之間存在未知的過渡層,在那裏數百億公里的區域內的等離子體密度增加了20倍,可能存在着我不可而知的東西,你覺得會是什麼呢?當然,在星際空間,旅行者1號和2號的壽命最終可能會超過太陽。當它們圍繞銀河系運行數百萬年時,它們依然會攜帶着金色的磁盤唱片記錄,最終走向銀河系中心。
旅行者號探測器或2030年徹底失聯2
據《科學美國人》(Scientific American)雜誌報導,美國宇航局(NASA)已經開始逐一關閉兩個旅行者號(Voyager)探測器上的系統,可能到2030年將與它們徹底失聯。
這兩個探測器於1977年從地球出發,45年後,它們已經飛出了太陽系,在星際空間漫遊,是至今爲止距離地球最遙遠的人造飛行器。
《科學美國人》的報導說,NASA開始逐一關閉探測器上的系統,是爲了延長它們的壽命,使它們還有能源繼續與地球通訊,爲科學家提供來自遙遠空間的資料,希望能夠運作到2030年。
約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)應用物理實驗室的物理學家拉爾夫麥克納特(Ralph McNutt)告訴《科學美國人》:“它的使用壽命已經超過了預期的10倍。”
旅行者號探測器的首要目標是飛躍木星和土星,最低目標要求它們能夠工作四年。
在過去幾十年來,這兩個探測器上的電腦都是靠放射性鈈材料供電運作。它們的能源系統每年減少大約4瓦的電力,《科學美國人》的報導說,所以現在爲了省電需要關閉一些不必要的系統。
NASA噴氣動力實驗室(JPL)的行星科學家琳達斯皮爾克(Linda Spilker)告訴《科學美國人》:“如果一切順利,我們也許可以把這個項目延長到本世紀30年代。”
旅行者號在飛躍木星和土星後仍然繼續前行,向地球發回來自太陽系和遙遠太空中的各種照片。其中有好幾個經典之作。比如1990年,旅行者1號在距離地球37億英里的地方,回頭拍攝了地球的照片,名爲“蒼藍小點”(Pale Blue Dot)。
1998年,旅行者1號成爲第一個距離地球最遠的人造飛行器,當時它距離地球65億英里。NASA的追蹤記錄顯示,現在,旅行者1號和2號已經分別距離地球145億和120億英里。這已經超出了科學家對“太陽系”定義的範圍。
旅行者1號於2012年飛出太陽系;旅行者2號於2018年飛出太陽系。它們也是人類歷史上最先飛出太陽系的飛行器。
《科學美國人》的報導介紹說,旅行者號上面的老舊電腦不需要多少電力即可運作。所有儀器收集的數據存在一個有八個軌道的卡帶機上,用一個只消耗“冰箱裏面的燈泡”那麼小電量的機器發回地球。
斯皮爾克表示,這樣的卡帶機在旅行者號發射的年代,是最尖端的存儲技術。這些電腦的內存則“比現在汽車鑰匙的內存還小”。
隨着旅行者號能源即將耗盡,NASA必須斟酌先關閉哪些系統。即使一切順利,NASA估計2030年後旅行者號也將與地球失聯。
但是,這並不意味着這個項目的終結。兩個旅行者號飛行器上各搭載了一個直徑12英寸的“金唱片”,記錄着人類燦爛的'文明,將一直留存在太空裏。這包括115張照片;55種不同的問候語;地球上的各種聲音,風聲、雨聲、人類的心跳聲,以及90分鐘的音樂。
這兩個探測器要路過距離太陽最近的一顆恆星,還要至少2萬年。
旅行者號探測器或2030年徹底失聯3
6月23日消息,在過去44年的大部分時間裏,美國發射的兩艘旅行者號(Voyager)探測器比任何人造物體都要飛得更遠。不過,這兩艘探測器現在正進入使命的“最後階段”,美國宇航局(NASA)即將開始關閉它們搭載的部分儀器,以儘可能地延長其壽命。
旅行者1號(Voyager 1)目前距離地球145億英里(約合233億公里),以光速前進也需要20小時33分鐘。而旅行者2號(Voyager 2)距離地球120億英里(約193億公里),光速傳播需要18小時。這意味着,工程師向探測器發送信息並得到迴應需要等待兩天時間。
1977年,兩艘旅行者號從佛羅里達州卡納維拉爾角發射升空,其中旅行者2號比旅行者1號早一個月升空。它們的設計壽命爲5年,主要用於研究木星和土星。
然而,它們至今已經飛行了44年,遠遠超過了預期目標。但NASA現在計劃開始關閉兩艘探測器上的部分系統,希望剩餘動力能維持它們飛行到2030年左右。
NASA物理學家拉爾夫·麥克納特(Ralph McNutt)在談到關閉旅行者號上部分系統時說:“它們已經連續運行了超過44年,這相當於10倍的保修期。”
這兩艘探測器由放射性同位素熱電發生器(RTG)提供動力,該設備由鈈球衰變產生的熱量提供支持。然而,這些RTG的輸出功率正在以每年約4瓦的速度下降。這意味着,兩艘旅行者號上的儀器需要逐漸被關閉以節省能源。
旅行者1號現在只剩下4個可用的儀器,而旅行者2號上還有5個。有些專家估計,隨着鈈燃料逐漸衰減,並達到難以繼續維持飛船運轉的水平後,這兩艘探測器最早可能在2025年就會結束使命。
然而,其他人似乎更樂觀,認爲兩艘旅行者號可能還能再飛行十年。之前,兩艘旅行者號的表現確實讓NASA的工程師們感到吃驚。兩年前,科學家們預計必須開始關閉探測器上的儀器,但自2008年以來,他們沒有關閉任何系統。
行星科學家琳達·斯皮爾克(Linda Spilker)在旅行者號發射前就開始參與任務,她說:“如果一切順利,也許我們可以把任務延長到21世紀30年代。這取決於能源供應,它就是極限點。”
近半個世紀前,工程師們利用木星、土星、天王星和海王星每176年一次的罕見連珠現象,發射了這些探測器。這使得他們可以將兩艘旅行者號發射到軌道上,並利用每顆行星的重力輔助將它們送到下一顆行星軌道上。
兩艘旅行者號探索了外太陽系的所有巨行星,包括木星、土星、天王星、海王星以及其他的48顆衛星,並幫助瞭解了這些行星所擁有的獨特光環和磁場系統。
旅行者號爲人類提供了近距離觀察木星和土星衛星的機會,包括木星衛星木衛一上的活火山,並對土星環的複雜結構進行了初步研究。旅行者2號仍然是唯一造訪問過天王星和海王星的人造航天器。
在執行任務的第13天,在到達距離地球725萬英里(約合1167公里)的地方後,旅行者1號將相機轉向地球,拍下了有史以來第一張地球-月球系統的單幀照片。在1990年2月14日剛剛經過天王星時,它還曾抓拍到地球的身影,儘管那只是個小點。
四年後,天文學家卡爾·薩根(Carl Sagan)在康奈爾大學向觀衆描述了這張照片的意義,並將其命名爲“暗淡藍點”(Pale Blue Dot)。他在演講中稱:“再看看那個點,它就在這裏。這是家園,這是我們。
你所愛的每一個人,你認識的每一個人,你聽說過的每一個人,曾經有過的每一個人,都在它上面度過他們的一生。”
兩艘旅行者號現在正在探索沒有人造物體去過的地方,它們已經擺脫了被稱爲日球層頂的熱等離子泡,日球層頂被視爲太陽系邊緣的起點。
2012年8月,旅行者1號首先進入了星際空間,即恆星之間的區域,那裏充滿了數百萬年前附近恆星死亡時噴發出來的物質。旅行者2號於2018年11月5日進入星際空間。然而,這兩艘探測器目前並不被認爲存在於太陽系之外。
科學家們認爲,太陽系的最終邊界是奧爾特雲(Oort Cloud),裏面有大量仍受太陽引力影響的諸多天體。NASA表示,旅行者2號需要大約300年才能到達奧爾特雲的內緣,而飛越奧爾特雲可能需要3萬年。
如果遇到任何形式的生命,這兩艘探測器都會向它們發出問候。這一信息通過留聲機唱片傳遞。該唱片是一張12英寸的鍍金銅盤,內含聲音和圖像,用來描繪地球上生命和文化的多樣性。
旅行者號探測器是第三艘和第四艘飛越太陽系所有行星的人造航天器。先驅者10號(Pioneers 10)和先驅者11號(Pioneers 10)先於旅行者號擺脫了太陽的引力,但在1998年2月17日,旅行者1號超過了先驅者10號,成爲太空中飛行最遠的人造物體。
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