致敬飛行了48年的旅行者探測器

1977 年，美國宇航局 （NASA）發(fā)射了旅行者 1 號(hào)和旅行者 2星際探測器，開始了令人驚嘆的深空探測，目前他們是人類制造的飛行最遙遠(yuǎn)的物體。旅行者 1 號(hào)已經(jīng)到達(dá)距離地球超過 250 億公里的地方，而旅行者 2 號(hào)距離地球超過210 億公里。

這兩個(gè)探測器都是唯一到達(dá)日光層之外的航天器。日光層是覆蓋到冥王星軌道遠(yuǎn)端的太陽磁場和粒子泡。

但隨著時(shí)間的推移，探測器上依靠钚衰變熱量產(chǎn)生的電力已經(jīng)不足以供應(yīng)所有儀器需求，估計(jì)每年產(chǎn)生的電力減少4 瓦。因此NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的工程師們開始逐步關(guān)閉部分實(shí)驗(yàn)儀器，以盡可能讓兩臺(tái)探測器飛得夠遠(yuǎn)。目前，旅行者 1 號(hào)關(guān)閉了宇宙射線子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。旅行者 2 號(hào)的低能帶電粒子儀器也將于 3 月 24 日關(guān)閉。這將使得每個(gè)探測器僅保留三種科學(xué)儀器運(yùn)行。

旅行者 1 號(hào)和旅行者 2 號(hào)攜帶有完全相同的探測實(shí)驗(yàn)儀器，最初設(shè)計(jì)用于飛越我們太陽系中的行星們。并且旅行者 1 號(hào)和旅行者 2 號(hào)飛行軌跡完全相反。旅行者 1 號(hào)是在包括我們地球所有圍繞太陽運(yùn)行的行星們的平面之上飛行遠(yuǎn)離，而旅行者 2 號(hào)則在平面下方飛行遠(yuǎn)離。

在 1970 年代和 1980 年代，旅行者們先后飛越完成太陽系大行星并收集相關(guān)數(shù)據(jù)后，這些任務(wù)相關(guān)儀器全部關(guān)閉，但旅行者號(hào)上的其他儀器繼續(xù)打開，收集日光層和太陽系內(nèi)星際空間的數(shù)據(jù)。

隨著探測器上的電力供應(yīng)衰退，地面控制團(tuán)隊(duì)正有計(jì)劃地一個(gè)接一個(gè)地關(guān)閉了儀器，以確保探測器能夠繼續(xù)它們的傳奇旅程。2024年10 月，NASA 關(guān)閉了旅行者 2 號(hào)的等離子體科學(xué)儀器。旅行者 1 號(hào)的相同儀器已經(jīng)關(guān)閉多年。

最近就在上周，旅行者 1 號(hào)上的宇宙射線子系統(tǒng)關(guān)閉，包括用于研究和測量從太陽和銀河系釋放的宇宙射線，或空間中能量最高粒子的三臺(tái)一組的望遠(yuǎn)鏡。旅行者 2 號(hào)將于本月晚些時(shí)候關(guān)閉低能帶電粒子測量儀器，該儀器的子系統(tǒng)包括望遠(yuǎn)鏡和磁層粒子分析儀。所稱，該儀器借助步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力旋轉(zhuǎn)，能提供 360 度視圖。該步進(jìn)電機(jī)在地球上的副本已經(jīng)運(yùn)行了 50萬次，地面操作團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)其能達(dá)到 850 萬步。

隨著不斷有儀器必須舍棄關(guān)閉，地面團(tuán)隊(duì)將無法獲取星際空間的兩個(gè)不同位置的數(shù)據(jù)，也就不能進(jìn)行對(duì)比。而以往，科學(xué)家能夠比較旅行者號(hào)傳來的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)太陽系行星們平面之上和之下的相似和不同之處。

依目前的兩個(gè)飛行器狀態(tài)，它們至少還能穩(wěn)定飛行一年，然后團(tuán)隊(duì)需要決定關(guān)閉額外的儀器。目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)計(jì)劃在 2026 年關(guān)閉旅行者 1 號(hào)的低能帶電粒子儀器和旅行者 2 號(hào)的宇宙射線子系統(tǒng)。但是探測器上攜帶的用于測量太空等離子體場的等離子體波子系統(tǒng)，測量磁場變化的磁力計(jì)將始終運(yùn)行，以獲取深空中粒子的獨(dú)特信息，包換高能宇宙射線和星際等離子體、星際磁場和星際空間介質(zhì)中的無線電波，來自太陽的遠(yuǎn)距離影響。

不管怎樣，旅行者號(hào)提供的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了最初的任務(wù)設(shè)想，每天每一秒提供的額外數(shù)據(jù)都是對(duì)人類日光物理學(xué)的寶貴獎(jiǎng)勵(lì)，也是50年來模范航天工程的典范。美國宇航局專家認(rèn)為，這些探測器在至少運(yùn)行一臺(tái)科學(xué)儀器的狀態(tài)下還能運(yùn)行到 2030 年代。