水手 旅行者一号已经飞行222亿公里,它在太空还能飞多久?

天文望远镜是人类探索地球以外星球的最早方式,然而,天文望远镜看到的始终是画面,无法近距离探测太空的真实情况。

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随着科学技术的发展,空间探测器成了最客观、最真实的了解外星球方式。
1962年8月,美国成功发射了人类历史上第一个星际探测器——水手二号,水手二号探测器是一个金星探测器,同时,也拉开了人类探索其他星球的序幕。

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▲水手2号探测器
作为人类第一颗成功发射的行星探测器,水手二号对于科学技术的贡献,远大于其在科学领域的贡献,发射过程一波三折,执行任务更是故障频出,目前水手二号仍在太阳系轨道运行,只不过现在的角色是一个人造小行星。
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▲水手10号探测器
正是有了水手二号探测器的前期技术积累,美国相继发射了水手3-10号、先锋系列号探测器,这些探测器在探索宇宙奥秘起到了非常重要作用,但是要说划时代的意义,这些探测器都无法与水手二号相媲美,直到旅行者一号出现,才产生了又一代传奇。

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▲旅行者1号探测器
1977年9月5日,美国发射了旅行者1号空间探测器,探测器重815千克,其主要目的是探测土星、木星及其卫星与土星环。
1979年,旅行者1号成功经过木星系统,1980年,经过土星系统,旅行者1号出色地完成了各项探索任务,它也是第一个提供木星、土星及其卫星高清照片的探测器。

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▲ “旅行者1号”拍摄的木卫依娥照片

旅行者1号主要任务已经完成,科学家想要它开始完成次要任务,它的次要任务探访下天王星和海王星,不过可惜的是,旅行者1号在拜访土卫六时,遇到了一些困难,科研人员决定终止旅行者1号的次要任务,把拜访天王星和海王星的任务,交给了它的继任者旅行者2号。

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▲ “旅行者1号”拍摄的土卫泰坦照
不过,旅行者1号的使命并没有结束,NASA决定,临时给旅行者1号委派其他重要任务——探测太阳风顶,同时开展太阳风粒子测量。当时,临时改变计划有两方面的考虑,一方面考虑到旅行者1号出色的性能,另一方面考虑其携带了核动力电机。
不过,目前来看,旅行者1号的发电机表现太过于出色,已经大大超过设计寿命,根据目前的数据显示,大约在2025年前,旅行者1号的电机依然能够提供足够电力,供探测器与地面联系。
自改变任务后,旅行者1号像撒了欢一样逃离太阳系。

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不过,很多人会有这样的疑问,一旦旅行者1号跑远了,人类还能联系上它吗?
其实,旅行者1号在设计之初,科研人员还是充分考虑了这个问题,为了增强信号,旅行者1号设计了一个3.7米直径的天线锅盖,这种设计在当时已经是最大尺寸的信号发射和接收器,除此之外,陀螺仪也是必不可少的设备,其作用就是找准方向,毕竟只有锅盖对准地球,才能彼此联系上。

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▲ “旅行者1号”结构示意图

然而,44年过去了,旅行者1号已经距离地球222亿公里,相当于以太阳的相对速度:17公里每秒逃离地球。
2014年9月13日,NASA新闻发布会对外宣布,旅行者1号已经飞出太阳系,正式进入了星际空间。

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那如此远的距离,人类与旅行者1号要联系上,需要多久的时间?
我们知道,人与探测器交流靠的是无线电波,无线电波的传播速度与光差不多,约30万千米每秒,通过简单计算可以得到:如果人类与旅行者1号一问一答,总共需要40小时,而我们知道,太阳光到地球仅需要8分钟,可见旅行者1号确实已经离地球太远了。

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