离开地球最远的飞行器——旅行者1号,到底还能飞多远?

如题所述

目前,人类发射的飞离地球最远的探测器,就是旅行者1号。截至2021年,它已经飞离地球228亿公里,穿过了太阳圈层,进入了星际空间。需要明确的是,尽管NASA宣布旅行者1号和旅行者2号在2012年8月25日和2018年11月5日分别飞离了“太阳系”,但实际上,这个“太阳系”指的是太阳风带电粒子影响的范围,大约是180亿公里。而真正意义上的太阳系,是以博尔特云为界,直径约为1光年的范围。只有脱离了这个范围,才能算是完全脱离了太阳的引力。按照这个标准,旅行者1号距离太阳系边缘还有很远的距离,以它目前每年飞行3600个天文单位的速度来看,它接近博尔特云还需要大约300年,而穿越博尔特云则可能需要3万多年。
如此看来,太阳系远比科学家原先估计的要大。旅行者1号要真正飞出太阳系,还需要很长时间。也许,它永远都不可能脱离太阳的引力,进入真正的宇宙空间。而要飞到距离太阳系最近的恒星系——比邻星,则需要大约7万3千6百年。旅行者1号的速度为每秒约17公里,比旅行者2号稍快(约快10%),这是第三宇宙速度。应该说,对于地球上的交通工具来说,旅行者1号和旅行者2号的速度非常快,但相对于宇宙空间来说,这个速度慢得如同蜗牛。在浩瀚的太空中,距离是以光年为单位,速度是以光速为单位计算的。我们所在的太阳系的直径约为1光年,要穿越太阳系,即便是用光来完成这个任务,也需要一年的时间,而人造飞行器的速度,永远都不可能达到光速。
光的速度每秒30万公里,而旅行者1号的速度仅为每秒17公里,这个差距非常大。旅行者1号于1977年9月5日由泰坦3号E半人马座火箭在位于佛罗里达州卡纳维尔空军发射基地发射升空,它比旅行者2号晚走了16天,但由于它的速度稍快,所以它很快便追上了旅行者2号。在此之前,已经有两位前辈提前出发了,一个是1972年发射的“先驱者10号”,一个是1973年发射的“先驱者11号”,它们的任务都是探测太阳系内的几大行星。但“先驱者10号”于1998年在完成对木星、土星的探测后失联,而“先驱者11号”因电池问题在1995年就不再向地球传送数据了。
旅行者1号和旅行者2号作为先驱者10号和先驱者11号的继任者,任重道远。这里有个插曲:旅行者一号最初的任务并不是探测星际空间的,而是用来探测太阳系中的四颗气态行星木星、土星、天王星和海王星的,但旅行者一号在旅途中耽误了行程,它在探测木卫一时,发现木卫一上有火山活动,在探测土卫六时,发现了浓厚的大气层,科学家对此非常感兴趣,就增加了旅行者一号的任务,由此导致旅行者一号错过探测天王星和海王星的最佳机会。随即,NASA决定让旅行者一号改变最初的计划,赋予它新的使命,让它直飞太阳系外,去探索星际空间。
但是,旅行者一号并不是靠太阳能来作为动力的,它携带了三块由钚238制成的核电池,靠核能供电来作为动力。目前,旅行者一号已经工作了44年,早已超过了它的设计寿命,但它依然在正常工作。1990年2月14日,旅行者一号已经飞离地球64亿公里处,它接到地面指令,调转相机镜头方向,回头拍了一张地球的照片,在这张照片上,地球变得十分渺小,就是一个淡蓝色的亮点。2017年,旅行者一号在与地球进行最后一次“沟通交流”后,基本上就处于半失联状态了。它在1997年向地球传回最后一组照片后,就因节省电力而被关闭了诸多功能,让它处于半休眠状态。在旅行者一号最后传回来的照片中,地球几乎看不到了,此时,它距离地球约200亿公里。
那么,旅行者1号到底能不能飞出太阳系?它还能飞多远呢?目前没有答案。即便是研制发射它的NASA,也无法回答这个问题,只能是粗略地估计。太阳系比科学家之前估算的要大得多,旅行者一号到底还能不能飞出去,此问题谁也说不准。但旅行者一号的电池的电量,将在2025年彻底耗尽。也就是说4年后,地球人将无法再找到旅行者1号,它将彻底失联。但失去电力驱动的旅行者1号,还会继续在浩渺无边的宇宙空间里飞行。因为太空是真空,是没有空气阻力的,运动中的物体靠惯性还将继续运动下去。但旅行者1号究竟会飞向哪里,飞到什么地方,这个无法估测到。但可以肯定的是,旅行者1号会继续流浪在茫茫太空中。
这颗人类在44年前发射的探测器,高速飞行了44年,竟然还没有触摸到太阳系的边缘,这是否是一种悲哀呢?其实,这不怪旅行者1号,也不怪研制它的科学家,怪就怪太阳系太大了!而即便是旅行者1号飞离了太阳系,它进入银河系中,要游荡几十万年也摸不到银河系的边。银河系比太阳系大得多,太阳只是银河系第三条旋臂上的一颗普通的恒星。在银河系里,像太阳这样的恒星多达4000亿颗,银河系的直径高达10万光年,而太阳系的直径不过才1光年罢了。那银河系算是最大的吗?当然不是!银河系只是本星系群中的一份子,本星系群的直径约为1000万光年,它包含了上百个银河系。那本星系群算是最大的吗?也不是!本星系群只是室女座超星系群中一员,室女座超星系群中有100个本星系群,室女座超星系群的直径高达1.1亿光年,是本星系群的100多倍。
那室女座超星系群算最大的吗?当然也不是了,室女座超星系群只是人类目前可观测宇宙中的一个微小的部分。可观测宇宙的直径大概是930亿光年,这是目前人类所能观测到的最大范围了!在可观测宇宙中,起码有数百万计的星系群、星系团。那可观测宇宙就是最大的吗?肯定也不是。它只是目前人类所能观测到的部分,实际上,可观测宇宙只是宇宙中的一小部分,人类无法看到整个宇宙,因为宇宙无限大、无穷大。
梳理一下,从大到小依次为:无穷大的宇宙、可观测宇宙、室女座超星系群、本星系团、银河系、太阳系、地球。地球放到茫茫宇宙中,小得连一粒尘埃都算不上!旅行者1号在距离地球64亿公里处所拍的那张照片,假如它是64万像素,那地球只是0.12像素。假如可观测宇宙是喜马拉雅山的话,那地球连一块岩石的原子都算不上!
现在,即使旅行者1号向地球发出信号,地球也很难接收到。这是因为随着距离越来越远,信号衰减得非常厉害。它发出的以光速传播的电磁信号,要20多小时才能到达地球。经过200多亿公里的传输,信号到达地球时已经很难捕捉得到。旅行者1号虽然是在44年前制造的,但它已经非常先进了,这台不到900公斤的精密仪器,造价高达几亿美元。它携带的3块核能电池,已经连续工作了44年。
有意思的是,NASA还在旅行者1号身上安置了镀金铜唱片和金刚石针留声机,录制了很多世界名曲,包括中国的《茉莉花》、《二泉映月》等,假如外星人能捕捉得到旅行者1号,一定会听到这些名曲,也会对地球人感兴趣。今后的命运究竟会如何,它最终会飞到哪里?没人知道。
不过,人类还是要感谢旅行者1号,它是飞离地球最远的人造飞行器,我们今天所看到的太阳系八大行星的高清晰照片,绝大部分都是旅行者1号或旅行者2号所拍摄的,它让我们更直观地看到了天外世界,看到了火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星以及其他的矮行星和众多小天体。它几次的回头一瞥,所拍摄的我们的家园——地球的清晰照片,也让我们感觉到了地球的渺小和人类的无助。
在茫茫宇宙中,地球渺小得不值一提,它连一粒尘埃都算不上!而高级生物——人类,更是渺小得可以忽略不计。人类忙忙碌碌、争名夺利,时刻上演着悲欢离合,所有
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