旅行者1號是幾十年前的產物了,為什么不再用當代最新技術再發射一個呢?

因為176年才會出現的一次發射時機,比當代的技術更重要。

上世紀70年代,科學家敏銳地注意到九大行星(冥王星還未降級)中,木星、土星、天王星和海王星正在向太陽系同一側靠攏,這種罕見的行星排布176年才會出現一次。

這意味著可以發射一次探測器,把太陽系中的所有行星大佬們一并訪問了,同時利用行星引力作為跳板,借各位大佬的力量真正地沖出太陽系,出航宇宙。

于是1977年NASA推出了“偉大航道(The Grand Tour)”計劃,還為此上了雙保險,旅行者二號和旅行者一號相繼升空,如今借助“引力彈弓效應”旅行者們已越飛越遠。

引力彈弓效應

“引力彈弓效應”就相當于在宇宙中“借風出行”。這就好比15-17世紀人類開始橫渡大洋,單靠劃槳肯定是不行的,但借助風力就可以辦到,而引力就是宇宙汪洋中肆虐的風。

一個飛行器從一顆行星附近掠過時,會受到行星引力的作用,沿雙曲線軌道改變方向。如上圖一般這種情況下,V0=V1。

但行星不是靜止不動的,如果給行星一個移動速度V’,最終V1>V0。但如果V’的速度方向相反,則V1<V0,所以引力彈弓不僅能加速,也能減速,就看科學家們怎么玩。

科學家通過計算八大行星的運行軌道,利用天體的重力場來給旅行者們加速,才能一次又一次將它們彈入更深的宇宙。也就是說,在旅行者號的太空中飛行的主要動力都是來源于引力,飛行器自帶的推進器只需用來改變方向與調整角度,保證在利用引力加速的過程中不被“引力鎖定”就好了。

目前兩個旅行者號是人類利用“引力彈弓效應”最成功的一次宇宙探險,不僅傳回了大量行星與其衛星的資料,還讓我們對太陽系有個更清晰的認知。

2008年7月3日,《自然》雜志上就曾發表了一篇論文說,兩個探測器以完全相反的方向穿越太陽系邊緣時與太陽之間的距離存在顯著差異,這表明太陽系不像原先認為的那樣是一個簡單的對稱大圓球,而應該近似橢球體,“像個雞蛋”。

旅行者號的裝備

旅行者1號”和“旅行者2號”兩個探測器原本應該叫“水手計劃”的“水手11號”和“水手12號”。最后由于有了深入探索宇宙的機會,才更名旅行者。

兩個機體大致相同,由幾百萬個獨立部分組成,部分零件損壞可替換,重0.9噸。由于它們的目標是遠離太陽,因此并不能像其他探測器一樣以太陽能為動力源。它們擁有一個小型核反應堆,一小團钚元素的放射性衰變就能為它們提供上千瓦的能量。

大部分輔助設備都位于中部,攜帶了宇宙射線傳感器、等離子體傳感器、磁強計、廣角、窄角電視攝像儀、紅外干涉儀等11種科學儀器,最重要的是一個直徑3.7米的大型無線電天線可以與地球指令部通信,飛向外太陽系的旅行者號完全由地面控制,控制點是NASA的噴氣推進實驗室(JPL)。

旅行者號,還攜帶了一張名為“地球之音”的銅質鍍金激光唱片,由美國著名天文學家法蘭克·德雷克(德雷克方程提出者)和卡爾·薩根(科普大咖)設計,講述了地球的情況并包含了我們這顆行星上各種聲音。

這曾使一些人害怕,害怕在宇宙的“黑森林法則”中泄漏了我們的位置,會讓更先進的文明向我們瞄準。然而有這種想法的人一定忘記了宇宙有多么的浩瀚,也不了解旅行者號可能被發現的幾率是多么微乎其微。

總結

當代宇宙遠洋出航技術,實際上并沒有什么重大性的突破。我們還無法做到僅靠飛行器自身的動力系統出航宇宙深空。沒有天時、地利、人和的條件,我是無法把探測器送出太陽系的。

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10 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 美國一直走在科技的前列腺上!

  2. 這個引力彈弓效應,理解成彈性碰撞就好理解多了,

  3. 引力彈弓真是太不可思議了,科學家們已經把九大行星的一舉一動掌握的清清楚楚,令人驚嘆不已

  4. 旅行者一號現在也沒有飛出太陽系吧

  5. 旅行者號上標注了地球的坐標和人類的資訊,這是一次十足的冒險嘗試,因為黑暗森林法則確實存在,也許有一天人類會無比后悔當初的這個決定

  6. 一直有一個疑問:旅行者1號和2號離地球這么遠,靠什么發送信號,傳回地球!例如經常說傳回照片等等!

  7. 說白了 人類技術不夠 沒辦法讓航天器兩點一線前進,只能靠引力彈弓這種投機取巧的方法。

  8. 0.9頓就能配備核反應堆,還研發航空發動機干嘛。直接核能轟炸機不更香么。

  9. 以大陸現在的科技能力,能制造出類似旅行者一號二號類型的飛行器飛出太陽系嗎!

  10. 學習了!謝謝!