假如有一天人類從地球上消失,地球化為一片廢墟,高樓大廈也被大自然逐漸吞噬,是否還會有什么能夠留存并證明曾經(jīng)存在過輝煌的人類文明?這個(gè)答案或許不在地球上,而在距離人類數(shù)十億公里之外的太空深處。探討旅行者一號和旅行者二號兩艘航天探測器,它們是人類文明留在宇宙中的痕跡。
一、加里·弗蘭德羅的發(fā)現(xiàn)
旅行者探測器的故事始于1965年,當(dāng)時(shí)美國宇航局(NASA)的工程師加里·弗蘭德羅兼職在加利福尼亞州美國宇航局的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。那時(shí),美國急切地希望探索外太陽系,尤其是木星、土星和海王星等遙遠(yuǎn)的行星。弗蘭德羅的任務(wù)是尋找一種高效的方法,使探測器能夠迅速抵達(dá)這些目的地。
為了解決這個(gè)難題,弗蘭德羅使用了一種非常精巧的工具——鉛筆。他繪制了這些目標(biāo)行星的運(yùn)動軌跡,以尋找最佳的機(jī)會。 他的發(fā)現(xiàn)令人驚訝:在20世紀(jì)70年代末至80年代初,這些行星將形成一種特殊的排列,就像項(xiàng)鏈上的珠子一樣與地球相連。
這種排列不常見,上一次出現(xiàn)這種機(jī)會已經(jīng)是一個(gè)世紀(jì)前。但它的重要性不僅在于美麗的視覺效果,更重要的是,這種排列可以為探測器提供引力助推。當(dāng)探測器經(jīng)過這些行星時(shí),它們會被行星的引力所吸引,從而獲得額外的動能。這類似于一個(gè)人旋轉(zhuǎn)并接住一個(gè)鏈球,然后再次拋出鏈球。這樣,鏈球的速度會增加,而人的速度會減小。雖然探測器的質(zhì)量相對較小,失去的能量可以忽略不計(jì),但這種方法可以顯著減少探測器到達(dá)目的地所需的時(shí)間。
二、旅行者的誕生
由于這種機(jī)會每176年才出現(xiàn)一次,NASA決定在20世紀(jì)70年代中期抓住這個(gè)難得的機(jī)會,設(shè)計(jì)并發(fā)射了旅行者一號和旅行者二號。這兩艘探測器幾乎完全相同,唯一的區(qū)別是旅行者二號的速度略慢,使其能夠保持在黃道面上。
旅行者一號和旅行者二號于1977年夏季相繼發(fā)射,至今已在太空中漂泊了整整45年。事實(shí)上,它們的主要任務(wù)早在1990年就已完成。旅行者一號第一次讓科學(xué)家近距離觀察了木星,并在木衛(wèi)一上首次發(fā)現(xiàn)了火山活動。這是之前的“先驅(qū)者”10號和11號等探測器從未見過的。在此之前,科學(xué)家們認(rèn)為這些行星看起來就像月球一樣死寂,布滿隕石坑,但實(shí)際上它們異常活躍。
1986年,旅行者二號成為歷史上第一艘飛掠天王星的探測器,并在三年后飛掠海王星。直到今天,它仍然保持著飛行的記錄,沒有其他探測器能夠到達(dá)如此遙遠(yuǎn)的距離。
三、旅行者的持久之旅
旅行者探測器最初的設(shè)計(jì)壽命僅為四年,但它們遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這一預(yù)期。大多數(shù)人造衛(wèi)星使用太陽能電池板來為自己提供能量,但旅行者離太陽已經(jīng)有233億公里,無法獲得足夠的太陽能。然而,旅行者繼續(xù)飛行的秘訣在于其核能源:同位素電池。這些電池使用放射性同位素的裂變反應(yīng)產(chǎn)生能量,這些同位素具有相對較長的半衰期,可以提供至少60年的能源。
雖然在執(zhí)行任務(wù)時(shí),同位素電池的能量也在逐漸減弱,但旅行者目前仍保持著最基本的飛行和通信功能。然而,由于其距離地球已經(jīng)達(dá)到224億公里,因此傳回的信號非常微弱,需要建立全球范圍的深空探測網(wǎng),以確保與地球的持續(xù)通信。
四、留存在宇宙中的記憶
盡管旅行者探測器終將失聯(lián),但它們將永遠(yuǎn)留存在宇宙中,攜帶著人類的基本信息和太陽系的位置。其中的黃金唱片機(jī)會在數(shù)十億年后仍能夠播放。這些唱片包含了人類用各種語言錄制的問候語和經(jīng)典音樂。
在未來的數(shù)萬年內(nèi),旅行者一號將抵達(dá)太陽系最近的恒星——半人馬座比鄰星,之后將繼續(xù)前進(jìn),朝向銀河系中心探索。也許它永遠(yuǎn)不會被外星生物捕獲,但它將永遠(yuǎn)攜帶著人類的希望和探索之旅。
在地球上,我們或許會消失,但旅行者探測器將永遠(yuǎn)證明人類曾經(jīng)存在,探索宇宙的壯麗旅程。這是我們留在宇宙中的珍貴記憶。