旅行者号探测器或2030年彻底失联
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旅行者号探测器或2030年彻底失联,这两个探测器于1977年从地球出发,45年后,它们已经飞出了太阳系,在星际空间漫游,是至今为止距离地球最遥远的人造飞行器。旅行者号探测器或2030年彻底失联。
旅行者号探测器或2030年彻底失联1
根据《科学美国人》的报道称,美国宇航局正在准备结束旅行者号的部分任务,而该任务已经持续了超过开始预计时长的十倍了。旅行者号探测航天器的设计寿命本来只有4年,但是经过近45运行后,仍然可以从星际空间边缘传回信息与美国宇航局取得联系。美国宇航局计划通过关闭一些仪器的电源,以延长探测器的任务时间,希望可以正常工作持续到2030年。
1977年,美国发射旅行者1号和旅行者2号进入了太空,执行原计划只有4年的太空探索任务,主要任务是负责拍摄木星、土星、天王星和海王星以及它们各自的卫星,研究其大气层结构,进行地质分析和磁场分析。
但我们知道时至今日,这两艘探测器在经历了长达45年的太空探索后,仍然在执行着任务,旅行者1号更是远在233亿公里之外,是日地平均距离的155倍左右,与太阳系最远的地区进行密切接触,是人类迄今为止飞行最远的飞行器。
为什么旅行者号可以坚持运行这么多年呢?
要各个仪器正常运行,就必须具备充足的能源供其使用,如果是普通的电池能源驱动,怕是无法使用45之久,早已耗尽能源失去联系了。那科学家是怎么解决这个问题的呢?
科学家给旅行者号配备了同位素温差发电机,同时还有2块备用电池,钚-238的半衰期是87.7年,可以确保旅行者号探测器长时间的能源供给。此外在旅行者号飞行过程中,科学家通过合理设计与计算,也会利用各个行星的引力给探测器加速,这也叫“引力弹弓”效应,以减少旅行者号探测器自身能源消耗。
以前的科学家也许做梦都想不到它们竟然可以坚持到现在,成为有史以来最长的太空任务。不过科学家也预测旅行者探测器可能坚持到2025年便会耗尽电池能量,最终与美国宇航局彻底失去联系,并成为漂浮在宇宙中的一艘“流浪探测器”。
那在这么遥远的宇宙中飞行,探测器是如何保持通讯的呢?
美国是采用了深空测控网络的解决方案,包括在美国、西班牙、澳大利亚三个地区的深空通讯设施组成,以120度的间距围绕地球,确保地球自转的时候仍然能够接收到来自旅行者号发射的信号。同时旅行者号自身也配备了强大的通信系统,有一根直径3.7米的抛物面天线高增益天线,用来接收深空测控网络发送的信号。
当设备遇到故障的时候,通过分析问题所在,拆解更换问题零件基本就可以完成维修。但对于已经发射在太空的探测器来说,这往往是不大现实的。
当航天器,卫星或者太空探测器出现故障的时候,他们必须要找出问题原因,并告诉这些高科技精密仪器如何做才能恢复正常,这无疑是一个非常棘手的过程。旅行者号也同样在四十多年的飞行过程中由于老化等问题导致操纵动作延迟等问题。
随着能源的逐渐消耗,美国宇航局也准备结束部分仪器任务,以达到更长时间的保持联系的运行旅行者号。
根据旅行者号传回的数据分析,太阳日光层与星际空间之间存在未知的过渡层,在那里数百亿公里的区域内的等离子体密度增加了20倍,可能存在着我不可而知的东西,你觉得会是什么呢?当然,在星际空间,旅行者1号和2号的寿命最终可能会超过太阳。当它们围绕银河系运行数百万年时,它们依然会携带着金色的磁盘唱片记录,最终走向银河系中心。
旅行者号探测器或2030年彻底失联2
据《科学美国人》(Scientific American)杂志报导,美国宇航局(NASA)已经开始逐一关闭两个旅行者号(Voyager)探测器上的系统,可能到2030年将与它们彻底失联。
这两个探测器于1977年从地球出发,45年后,它们已经飞出了太阳系,在星际空间漫游,是至今为止距离地球最遥远的人造飞行器。
《科学美国人》的报导说,NASA开始逐一关闭探测器上的系统,是为了延长它们的寿命,使它们还有能源继续与地球通讯,为科学家提供来自遥远空间的资料,希望能够运作到2030年。
约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)应用物理实验室的物理学家拉尔夫麦克纳特(Ralph McNutt)告诉《科学美国人》:“它的使用寿命已经超过了预期的10倍。”
旅行者号探测器的首要目标是飞跃木星和土星,最低目标要求它们能够工作四年。
在过去几十年来,这两个探测器上的电脑都是靠放射性钚材料供电运作。它们的能源系统每年减少大约4瓦的电力,《科学美国人》的报导说,所以现在为了省电需要关闭一些不必要的系统。
NASA喷气动力实验室(JPL)的行星科学家琳达斯皮尔克(Linda Spilker)告诉《科学美国人》:“如果一切顺利,我们也许可以把这个项目延长到本世纪30年代。”
旅行者号在飞跃木星和土星后仍然继续前行,向地球发回来自太阳系和遥远太空中的各种照片。其中有好几个经典之作。比如1990年,旅行者1号在距离地球37亿英里的地方,回头拍摄了地球的照片,名为“苍蓝小点”(Pale Blue Dot)。
1998年,旅行者1号成为第一个距离地球最远的人造飞行器,当时它距离地球65亿英里。NASA的追踪记录显示,现在,旅行者1号和2号已经分别距离地球145亿和120亿英里。这已经超出了科学家对“太阳系”定义的范围。
旅行者1号于2012年飞出太阳系;旅行者2号于2018年飞出太阳系。它们也是人类历史上最先飞出太阳系的飞行器。
《科学美国人》的报导介绍说,旅行者号上面的老旧电脑不需要多少电力即可运作。所有仪器收集的数据存在一个有八个轨道的卡带机上,用一个只消耗“冰箱里面的灯泡”那么小电量的机器发回地球。
斯皮尔克表示,这样的卡带机在旅行者号发射的年代,是最尖端的存储技术。这些电脑的内存则“比现在汽车钥匙的内存还小”。
随着旅行者号能源即将耗尽,NASA必须斟酌先关闭哪些系统。即使一切顺利,NASA估计2030年后旅行者号也将与地球失联。
但是,这并不意味着这个项目的终结。两个旅行者号飞行器上各搭载了一个直径12英寸的“金唱片”,记录着人类灿烂的'文明,将一直留存在太空里。这包括115张照片;55种不同的问候语;地球上的各种声音,风声、雨声、人类的心跳声,以及90分钟的音乐。
这两个探测器要路过距离太阳最近的一颗恒星,还要至少2万年。
旅行者号探测器或2030年彻底失联3
6月23日消息,在过去44年的大部分时间里,美国发射的两艘旅行者号(Voyager)探测器比任何人造物体都要飞得更远。不过,这两艘探测器现在正进入使命的“最后阶段”,美国宇航局(NASA)即将开始关闭它们搭载的部分仪器,以尽可能地延长其寿命。
旅行者1号(Voyager 1)目前距离地球145亿英里(约合233亿公里),以光速前进也需要20小时33分钟。而旅行者2号(Voyager 2)距离地球120亿英里(约193亿公里),光速传播需要18小时。这意味着,工程师向探测器发送信息并得到回应需要等待两天时间。
1977年,两艘旅行者号从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空,其中旅行者2号比旅行者1号早一个月升空。它们的设计寿命为5年,主要用于研究木星和土星。
然而,它们至今已经飞行了44年,远远超过了预期目标。但NASA现在计划开始关闭两艘探测器上的部分系统,希望剩余动力能维持它们飞行到2030年左右。
NASA物理学家拉尔夫·麦克纳特(Ralph McNutt)在谈到关闭旅行者号上部分系统时说:“它们已经连续运行了超过44年,这相当于10倍的保修期。”
这两艘探测器由放射性同位素热电发生器(RTG)提供动力,该设备由钚球衰变产生的热量提供支持。然而,这些RTG的输出功率正在以每年约4瓦的速度下降。这意味着,两艘旅行者号上的仪器需要逐渐被关闭以节省能源。
旅行者1号现在只剩下4个可用的仪器,而旅行者2号上还有5个。有些专家估计,随着钚燃料逐渐衰减,并达到难以继续维持飞船运转的水平后,这两艘探测器最早可能在2025年就会结束使命。
然而,其他人似乎更乐观,认为两艘旅行者号可能还能再飞行十年。之前,两艘旅行者号的表现确实让NASA的工程师们感到吃惊。两年前,科学家们预计必须开始关闭探测器上的仪器,但自2008年以来,他们没有关闭任何系统。
行星科学家琳达·斯皮尔克(Linda Spilker)在旅行者号发射前就开始参与任务,她说:“如果一切顺利,也许我们可以把任务延长到21世纪30年代。这取决于能源供应,它就是极限点。”
近半个世纪前,工程师们利用木星、土星、天王星和海王星每176年一次的罕见连珠现象,发射了这些探测器。这使得他们可以将两艘旅行者号发射到轨道上,并利用每颗行星的重力辅助将它们送到下一颗行星轨道上。
两艘旅行者号探索了外太阳系的所有巨行星,包括木星、土星、天王星、海王星以及其他的48颗卫星,并帮助了解了这些行星所拥有的独特光环和磁场系统。
旅行者号为人类提供了近距离观察木星和土星卫星的机会,包括木星卫星木卫一上的活火山,并对土星环的复杂结构进行了初步研究。旅行者2号仍然是唯一造访问过天王星和海王星的人造航天器。
在执行任务的第13天,在到达距离地球725万英里(约合1167公里)的地方后,旅行者1号将相机转向地球,拍下了有史以来第一张地球-月球系统的单帧照片。在1990年2月14日刚刚经过天王星时,它还曾抓拍到地球的身影,尽管那只是个小点。
四年后,天文学家卡尔·萨根(Carl Sagan)在康奈尔大学向观众描述了这张照片的意义,并将其命名为“暗淡蓝点”(Pale Blue Dot)。他在演讲中称:“再看看那个点,它就在这里。这是家园,这是我们。
你所爱的每一个人,你认识的每一个人,你听说过的每一个人,曾经有过的每一个人,都在它上面度过他们的一生。”
两艘旅行者号现在正在探索没有人造物体去过的地方,它们已经摆脱了被称为日球层顶的热等离子泡,日球层顶被视为太阳系边缘的起点。
2012年8月,旅行者1号首先进入了星际空间,即恒星之间的区域,那里充满了数百万年前附近恒星死亡时喷发出来的物质。旅行者2号于2018年11月5日进入星际空间。然而,这两艘探测器目前并不被认为存在于太阳系之外。
科学家们认为,太阳系的最终边界是奥尔特云(Oort Cloud),里面有大量仍受太阳引力影响的诸多天体。NASA表示,旅行者2号需要大约300年才能到达奥尔特云的内缘,而飞越奥尔特云可能需要3万年。
如果遇到任何形式的生命,这两艘探测器都会向它们发出问候。这一信息通过留声机唱片传递。该唱片是一张12英寸的镀金铜盘,内含声音和图像,用来描绘地球上生命和文化的多样性。
旅行者号探测器是第三艘和第四艘飞越太阳系所有行星的人造航天器。先驱者10号(Pioneers 10)和先驱者11号(Pioneers 10)先于旅行者号摆脱了太阳的引力,但在1998年2月17日,旅行者1号超过了先驱者10号,成为太空中飞行最远的人造物体。
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