| 首頁 | 工程簡介 | 相關政策 | 工作要聞 | 工程成果 | 數據發布 | 國際視野 | 科普知識 | 探月群英 | 視頻集錦 | 訪談直播 | 宇宙人文 |
|
| 主辦單位:國家航天局探月與航天工程中心 承辦單位:國家航天局新聞宣傳中心 協辦單位:嫦娥奔月航天科技(北京)有限責任公司 中國科學院國家天文台 地址:北京市海澱區阜成路甲8號 郵編:100048 京ICP備19018762號 信息報送: |
![]() 中國探月工程微信公眾號 |
“旅行者1號”是美國國家航空航天局(NASA)迄今飛得最快、最遠的探測器。它到底能不能飛出太陽係,是人們關心的問題。
近日,NASA官網發布消息稱,美國時間11月28日,科學家成功啟用了“旅行者1號”上一組休眠多時的航跡修正推進器,幫助調整探測器姿態。此舉將使“旅行者1號”的服役時間延長兩至三年。這會讓“旅行者1號”離飛出太陽係的目標更近一步嗎?
剛剛進入星際空間
1977年發射升空後,“旅行者1號”一直在向太空深處進發。在過去的40年裏,“旅行者1號”已經飛行210億公裏,折合地球與太陽距離的140倍。
如果以太陽係八大行星的軌道為邊界,“旅行者1號”早已飛出了太陽係。也有科學家提出,以太陽風粒子發揮作用的最後區域作為太陽係邊界。測量這一邊界在哪裏,正是“旅行者1號”的使命之一。在經過反複測量和模型推演後,NASA於2013年9月宣布“旅行者1號”探測到太陽風粒子濃度急劇下降,探測器進入了星際空間。
但對於天文學家來說,更廣為接受的太陽係範圍是太陽的引力範圍。以此為標準,“旅行者1號”隻zhi不bu過guo度du量liang了le太tai陽yang係xi微wei小xiao的de一yi部bu分fen。天tian文wen學xue家jia一yi般ban認ren為wei遙yao遠yuan的de奧ao爾er特te雲yun是shi太tai陽yang引yin力li發fa揮hui作zuo用yong的de最zui後hou區qu域yu。按an照zhao目mu前qian的de飛fei行xing速su度du,飛fei出chu太tai陽yang係xi這zhe個ge目mu標biao,至zhi少shao需xu要yao三san萬wan年nian才cai能neng實shi現xian。
能源係統壽命有限
那麼我們能看到“旅行者1號”飛出太陽係的那個時刻嗎?很遺憾,這個願望永遠無法實現。
航天專家龐之浩介紹說,科學家會根據探測目標位置,為探測器選取驅動能源。“一般探測目標位於火星軌道以內的探測器采用太陽能作為能源,因為在這些區域光照充足;探測目標位於火星以外的探測器采用核能作為能源。”
“旅行者1號”zuichudetancemubiaoshimuxing,yincicaiyongdeshihenengqudong。pangzhihaojieshaoshuo,tanceqiwanchengjiasuhou,anjidingguidaofeixingjieduanxuyaodenenglianghenshao,nengliangzhuyaoyongyutiaozhengfeixingqizitaijiyudiqiutongxun。“比如在與地球通訊時,要調整探測器天線對準地球。”
但盡管如此,“旅行者1號”的放射性同位素熱電發生器也隻能支撐幾十年時間。龐之浩說,“旅行者1號”將於2020年關閉磁場和粒子探測設備,隻留下紫外線探測設備繼續工作。“2025年後,我們將無法收到‘旅行者1號’發回的科學數據,工程數據的傳回還能持續幾年。”即使新啟動的推進器能將其服役期延長兩三年,但也隻是數萬年飛行時間的一個零頭。與地球失聯後,人類將無從得知“旅行者1號”的行蹤。
能不能攜帶更多燃料,讓探測器在更長時間裏與地球保持聯係?“每個探測任務的預算都是有限的,攜帶更多燃料勢必會占用任務預算。”龐之浩表示,即使是按照目前的技術水平,帶上足夠探測器飛行3萬年的燃料,依然是件不可思議的事情。
“太陽係外層空間的天體比較稀疏,‘旅行者1號’遇上其它天體並展開探測的可能微乎其微,不太可能發回太多有科學價值的數據,因此提高預算、攜帶更多燃料也不太經濟。除非未來出現了別開生麵的顛覆性新技術。”龐之浩說。
攜手四大探測器飛出太陽係
與地球失去聯係,並不意味著“旅行者1號”旅途的終結。
北京師範大學天文學係副教授高健介紹說,完成探測任務的探測器有多種歸宿:留在所登陸的行星上,比如“好奇號”;自我毀滅,比如“卡西尼號”;在太空中繼續飛行,比如“先驅者10號”。
“旅行者1號”的選擇和“先驅者10號”一樣。在耗盡所有燃料後,“旅行者1號”會在慣性的作用下,沿著最後的軌道方向繼續飛行,除非遇上質量足以讓它改變軌道的天體,或者撞上其他天體被摧毀。“但這種可能不大。”高健說。
“旅行者1號”的(de)旅(lv)途(tu)也(ye)並(bing)非(fei)毫(hao)無(wu)阻(zu)礙(ai)。星(xing)際(ji)空(kong)間(jian)並(bing)非(fei)絕(jue)對(dui)真(zhen)空(kong),探(tan)測(ce)器(qi)隨(sui)時(shi)會(hui)遇(yu)到(dao)星(xing)際(ji)介(jie)質(zhi)粒(li)子(zi)。高(gao)健(jian)說(shuo),在(zai)與(yu)這(zhe)些(xie)粒(li)子(zi)的(de)碰(peng)撞(zhuang)中(zhong),探(tan)測(ce)器(qi)的(de)速(su)度(du)會(hui)非(fei)常(chang)緩(huan)慢(man)地(di)降(jiang)低(di)。此(ci)外(wai),太(tai)陽(yang)引(yin)力(li)的(de)微(wei)小(xiao)束(shu)縛(fu)也(ye)會(hui)讓(rang)它(ta)的(de)速(su)度(du)逐(zhu)漸(jian)慢(man)下(xia)來(lai)。
按照牛頓力學定理,達到第三宇宙速度的物體,將能擺脫太陽引力的束縛,飛出太陽係。1980年,“旅行者1號”對土星係統進行了探測,並利用土星引力彈弓進行了加速。當年11月20日結束這次探測後,其速度已經超過第三宇宙速度。也就是說,在與地球失聯後,“旅行者1號”仍將頭也不回地向太陽係外飛去。和它抱有同樣目標的,還有旅行者2號、先驅者10號等其它四個探測器。
“旅行者1號”在太陽係外層空間的速度變化,也許能提供這片區域物質分布的線索。中科院國家天文台研究員平勁鬆說,上世紀90年代,數據監測顯示“旅行者1號”出現異常加速現象。科學家猜測是否存在未知天體吸引探測器,雖然最終從儀器校準角度找到了答案。“目前該探測器已經進入了太陽係的空曠空間,科學家很感興趣會不會出現類似情況,以及該如何解釋這類情況。”平勁鬆表示,我國科學家計劃接收“旅行者1號”傳回的衛星無線電波載波信號,分析和監測探測器的速度、加速度變化。“誰也不知道會發生什麼,畢竟‘旅行者1號’已經進入了人類探測的空白區。”
目前,“旅行者1號”正以每年5億公裏的速度飛離太陽係。據估計,公元40272年,它將飛抵小熊座的一顆恒星附近。而它飛行的每一天,都在創造人類探測器的新紀錄。

中國探月工程微信公眾號
主辦單位:國家航天局探月與航天工程中心
承辦單位:國家航天局新聞宣傳中心
協辦單位:嫦娥奔月航天科技(北京)有限責任公司
中國科學院國家天文台
地址:北京市海澱區阜成路甲8號
郵編:100048
京ICP備19018762號
信息報送: