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小編的世界 優質文選 文明

只為尋找外星人!43年的孤獨旅行,地球衛星終於沖出太陽系!


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2021年6月22日 -
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大禹說科技

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你知道64億公里外看到的地球是什麼樣子嗎?太陽系的邊緣在哪裏?最遠的旅行者要走多遠?我們的地球在宇宙中是孤獨的嗎?今天,讓我們跟隨宇宙中最孤獨的旅行者一起,探索太陽系以及太陽系之外的秘密。

旅行者號

你們知道嗎,宇宙中有兩個特殊的旅行者,現在正在幾萬億公里外的太陽系邊緣經曆著一段漫長的旅行。

“旅行者”

1965年7月,NASA的一名實習生加裏·法蘭德羅在計算行星運算軌道時發現,太陽系的四個巨行星,會在20年後同時運行到太陽的一側,如果人類發射航天器,可以一次探索四個星球。借助行星的巨大引力,航天器可以加速到前所未有的速度,極大提高探索行星的效率。這種天文現象要每176年才會出現一次,如果不抓住這次機會,人類探索太陽系其他行星的機會可能就要等到百年之後了。

NASA瞬間的就意識到,這個機會十分難得,立即籌辦進行一個代號名為“盛大旅行”的深空探索計劃。制作一個航天器,利用行星的引力彈弓效應,一次性飛躍土星木星將人類的視野帶到以前人類從未涉足到的太陽系的邊疆,天王星和海王星。

隨後,此計劃幾次改版,最終確定了兩個方案,一個方案比較保守,叫做“土木泰”方案。可以一次觀測土星木星,與土星最有可能產生生命的衛星泰坦星。另一個方案比較激進,從土星木星掠過後,直奔天王星和海王星。

旅行者號

最終NASA決定,兩個方案同時進行。不能錯失這次時機。並將它們命名為旅行者一號和旅行者二號。利用木星提供的巨大引力效應,旅行者們將會獲得加速至逃離太陽系的加速度。也就是說,這兩艘航天器,最終會飛離太陽系,朝著宇宙深處駛去。

“人類文明的信息”

為了向宇宙中可能存在的文明帶去人類最誠摯的問候,NASA邀請了卡爾薩根,人類著名天文學家,最有名的科普作家來設計一個全人類的問候信息。這就是旅行者們所攜帶的兩張同樣的長229毫米寬152毫米的鍍金唱片,唱片內包括116幅關於地球的圖像,55種語言的問候,中文系統裏,閩南語的問候是“太空的朋友們,你們怎麼樣,你們吃了嗎,如果有時間請來看看我們”

鍍金唱片

除了問候語,還有各種自然界的聲音和90分鐘的人類文明音樂,包括中國古琴演奏大師管平湖的古琴曲《流水》,照片上還有太陽相對於已知14個脈沖星的位置,這樣任何一個文明找到其中的一個,都可以以此來推斷唱片的來源地。唱片的封裝采用同位素鈾238的超純樣品制成。地外文明可以通過放射性年代測定法來確定唱片的年齡。

“踏上旅途”

1977年8月20日,美國佛羅裏達州,旅行者二號先行起飛,16天後旅行者一號也隨之升起。這個人類有史以來最複雜最遙遠的太空探索任務正式啟動。但是剛開始就好像不太順利,旅行者二號在起飛的時候有一個方向的推進器指向錯誤的位置,將推進器噴在了航天器上,使航天器偏離了方向。在調整過程中,紅外輻射計、光譜儀、幹涉儀、成像儀都遭到了不同程度的損害,最終造成了主無線電接收器永久損壞,只能使用備用接收器。而旅行者一號,同樣不太順利。由於發射火箭的問題,火箭有一部分推進器沒有點燃,導致火箭的速度不夠快,差一點就沒有突破地球引力,墜落太平洋。

旅行者發射

在經曆了提心吊膽的啟程之後,兩個旅行者都開始了各自的旅程。

1979年1月,經過15個月的航行,由於航行軌道不同,旅行者1號雖然晚發射16天,卻率先到達木星。旅行者們在土星和木星系統內,帶來了人類前所未有的新發現。過去人類從來不知道木星也有星環,但是旅行者帶來的信息表明,木星被一個只有30公里寬的細環環繞。

木星“大紅斑”風暴的移動速度達到了100米每秒。說明了持續幾個世紀的木星大風暴正在發生變化,它很可能逐漸消失。木星的衛星艾奧上,有著噴射高達280公里的火山爆發,這是已知太陽系內最強烈的火山爆發。

木星

在穿越過木星輻射帶時收到了高能輻射,旅行者一號因機載時鐘減慢導致它的兩台計算器失去同步數據的能力,照相系統也受到了損害。

旅行者們隨後又來到了土星。土星的衛星泰坦星,是太陽系裏唯一一個有大氣層的衛星。電影“複仇者聯盟”裏滅霸的家鄉就是這裏。泰坦星上有分明的四季,它的空氣中含有氮和甲烷分子,這顆衛星很可能就是地球幾十億年前的樣子。

泰坦星是最有可能出現生命的星球,說不定人類苦苦尋找的地外文明可以從泰坦星上尋得蛛絲馬跡,畢竟這裏的環境和地球太相似了。科學家們推斷,就算此時的泰坦星不適宜人類生存,但是隨著科技的發展,說不定某一天這裏會變成人類新的家園。

泰坦星

在飛掠土星的時候,旅行者一號的掃描平台發生了故障,這使人類失去了許多觀測土星的機會。但是旅行者一號的探測任務大部分都圓滿完成了。

經過土星之後,旅行者們就分道揚鑣了。旅行者一號跳出太陽的行星公轉平面,全速到達太陽系日光層的邊緣。而旅行者二號,則踏入了以往人類從未進入的未知領域。

土星

1986年1月24日,在旅行者二號休眠了五年之後,人類再次將它喚醒。它終於到達了天王星。

天王星是太陽系中最奇特的行星之一,它就像是躺在太陽的平面軌道上一樣。天王星很可能是一個有鑽石組成的星球,鑽石山鑽石海遍布全球。所以它有多個磁極,並且還在不停反轉。天王星是一顆寒冷的行星,它的對流層頂部的溫度為零下224度。

三年後旅行者二號到達海王星時,發現距離太陽更遠的海王星竟然比天王星要高6度。海王星上有著太陽系最強烈的風,經過測量,最高風速竟然高達2100公里每小時。旅行者二號拍攝的照片顯示出海王星的“大暗斑”是由海王星的大氣層風暴組成的。

天王星和海王星

在考察海王星的衛星“海衛一”時,意外的拍攝到了海衛一表面的間歇泉在噴射物質,這表明海衛一絕對不僅是一個固態的冰球,它的內部一定有不為人知的秘密。

無論是木星衛星“艾奧”的火山爆發,還是土星衛星“泰坦”與地球的相似,或是天王星鑽石海、海衛一的間歇泉,它們都有著不同尋常的地方,人類對此也產生了許多幻想。不只地球,宇宙中還有很多很多特殊的星球,“地外文明”究竟存不存在,太陽系內會有其他生命嗎?一切都是未知的,但至少旅行者們所帶來的信息,讓我們相信除了地球外,宇宙中這些各有特點的星球,可能就會有生命出現,有文明產生。

間歇泉噴射

“64億公里外的地球”

1986年8月底,旅行者二號結束了全部行星的探測工作。而此時距離當時NASA提出“盛大的旅行”已經過去了34年。到1990年時,旅行者們的核電池電量幾乎耗盡,鍍金唱片的作者卡爾薩根向NASA提出一個要求。他希望旅行者一號在飛到太陽系邊緣時,能夠將攝像機轉過來拍一張回眸地球的照片。

在當時,這個要求被NASA的科學家們強烈反對,因為在這麼遙遠的距離讓旅行者的相機扭轉180度,會耗盡旅行者上所剩無幾的能量,而這張照片並不能給人類帶來什麼實際用途。但卡爾薩根沒有因此放棄,他直接找到了NASA的副局長,向他表明了此項舉動的意義所在。

NASA最終同意了這個要求,在距離地球64億公里之外,拍下了一張名為“暗淡藍點”的著名照片。在拍照的那一刻,太陽光正好照耀在了飛船的金屬支架上,而地球正好處在反射出來的那一道光線裏,小到只占了照片上的0.12個像素。

暗淡藍點

“請再看看那個光點,就在那裏,這就是我們的家園,在那上面,有你愛的每一個人,你認識的每一個人,人類歷史上的每一個聖人和罪人,都生活在那裏。我們DNA裏的氮元素,我們牙齒裏的鈣元素,我們血液裏鐵元素,都是大爆炸時萬千星辰散落後組成的,所以我們每個人都是一粒星塵”

照片中的這個小藍光就是我們的家園,地球在太陽系中竟如此渺小,甚至在照片中不仔細看根本看不到它的存在,猶如我們每天晚上仰望星空看到的星星,如果有人搭乘著旅行者號在64億公里外看到這種景象的話,也會想念站在地球看星星的時光吧。

或許,我們此時抬頭看到的星空中的某顆星星,就是遙遠宇宙中某個地外文明的家園,而他們可能也正在抬頭看著我們,說不定你們正在相互仰望呢。

“飛出太陽系邊緣”

在拍攝完這照片後,兩個旅行者的相機被永久關閉,但他們仍然為人類監聽著宇宙的聲音。

2004年12月,旅行者一號獲取的數據中突然出現一個持續很久的尖峰,這代表著旅行者一號已經達到了太陽系邊緣的終端激波。三年後的2007年8月30日,旅行者二號也穿過了終端激波進入日鞘之後,旅行者們的發電功率急速下降。為了延長他們的壽命,科學家們關閉了他們的監聽系統和非必要系統電源。

到2012年7月,旅行者一號距離太陽122個天文單位,他終於到達了太陽系的邊界,太陽風頂層。在這裏風和磁場不再來源於太陽,而是來自附近的超新星和銀河系。2013年4月旅行者一號發回來了信號,表明它現在已經在太陽系邊緣,NASA發布聲明,旅行者一號成為人類有史以來第一個星際旅行者。

2020年後,旅行者最後的科學儀器被全部關閉,兩個旅行者失去了所有的功能,他們只能憑著慣性,在茫茫宇宙中一路前行。在未來幾年裏,他們僅會周期性地發射電子信號來告訴科學家們他們在哪裏。預計到2025年,旅行者們的電力將會全部耗盡,他們將不再為地球帶來任何信息,人類將永遠失去我們這個時代最偉大的探險者。

旅行者航程

科學家們預計在4萬年後,旅行者一號會航行到距離太陽17.6光年的格利斯445星系。在30萬年後,旅行者二號會到達“天空中最亮的星”天狼星系統,而人類只能推斷到這裏了。但是旅行者所攜帶的鍍金唱片,是全人類向宇宙發出的友好信號,希望有一天真的出現一個地外文明可以找到它,那代表著人類在茫茫宇宙中,不是孤獨的。

偉大的旅行的意義,絕不僅僅是攀登高峰,勇闖深海,而是不斷地追尋,不斷地探索。人類終有一天會踏出太陽系,向著璀璨星河前行。我們,也絕不會是孤獨的。