最孤独的探测器旅行者一号，41年飞了217公里，是日地距离的145倍

相信每个人都有过这样的时候，在一个天气晴朗的夜晚，当你抬头看向天空，透过云层看到整片星海的时候，你想知道那些星星到底有多大？离你有多远？那些星球上是不是也有什么在遥望着地球？从人类诞生以来，对地面以外的一切都是好奇的，尤其是那深邃的太空，日月星辰每时每刻都在变动，而我们除了仰望却什么也做不了。

一，背景介绍

在冷战期间，国家之前的军备竞赛，吸收了大批的各领域的人才，而且投入到竞赛中的科研费用也是巨量的，这一切都是现在的你难以想象的，为什么那个期间的一些成果到现在都没有大的进步呢？你疑惑最大的也许就是为什么那个时候就已经登月成功了，这么多年后都没能再次登月，我们先不论真假，但是你需要知道，阿波罗计划只是整个太空计划中一个大一点的项目而已，而该计划背后的是需要非常大量的别的项目科技来支撑。

在如此巨量的人才跟资金的投入下，那个时期的科技成果也是井喷式的出现，包括旅行者1号，所以现在就算是吃老本也能站在世界顶端，大量的资金投入在苏联解体的那一刻也停止了，而那些钱留着发展经济做别的事。但是1977年9月5日发射的旅行者1号还在宇宙中探索着，飞了40多年，现在已经飞出了太阳系，向着未知的星际空间飞去。

二，探测器介绍

旅行者1号是由美国宇航局研制的一艘无人外太阳系空间探测器。[1]重815千克，于1977年9月5日发射，截止到2018年11月仍然正常运作。它曾到访过木星及土星，是提供了其卫星高解像清晰照片的第一艘航天器。它的主要任务在1979年经过木星系统、1980年经过土星系统之后，结束于1980年11月20日。它也是第一个提供了木星、土星以及其卫星详细照片的探测器。距今离地球最远的人造卫星。

2012年8月25日，“旅行者1号”成为第一个穿越太阳圈并进入星际介质的宇宙飞船。1977年发射的旅行者一号探测器已经和地球相距217亿公里，相当于地球和太阳距离的145倍，NASA深空网络（DSN）和它通讯一次的时间超过40个小时。旅行者一号的飞行速度达到每小时55,000公里，如果不算离太阳最近，占据先天优势的帕克号（时速24.7万公里），它是迄今为止人类制造的飞得最远，速度最快的飞行器。

旅行者一号探测器原型

旅行者一号探测器原型

三，飞行日志

1977年9月 5日12点56分在美国卡纳维拉尔角空军基地出发，离开地球。

1977年12月 赶上了率先一步离开地球的双胞胎兄弟“旅行者2号”。

1978年9月 离开小行星带。

1979年3月 近距离“拜访”木星，看到了木星背阳面的极光。

1980年11月 近距离“探访”土星，发回万余张彩色照片。

1989年 向银河系中心方向前进。

旅行者1号在2011年3月9日距离太阳大约116.406个天文单位，以光速往来航天器和地球间的无线电讯号耗时16.13个小时旅行者1号相对速度是17.062公里/秒或61,452公里/每小时(约38,185英里/每小时)。每年约3.599天文单位，比姊妹号旅行者2号快了10%。旅行者1号在这样的方位和速度下将会花上7万3千6百年的时间经过半人马座比邻星。

2012年5月 已到达太阳系边缘。

2012年12月3日美国科学家表示，正在太空“远征”的“旅行者1”号探测器仍未飞离太阳系，这表明太阳系可能比人类预想的还要广大。

2013年8月，NASA仍未确定旅行者1号是否飞出太阳系。

北京时间2013年9月13日凌晨2:00，NASA通过新闻发布会正式确认旅行者1号进入恒星际空间，尚属于太阳系中，离开太阳系系国内媒体误读验证的方式是借助2012年3月的日冕物质抛射测定。

北京时间2014年9月13日凌晨2点，美国国家航空航天局(NASA)召开新闻发布会，宣布37年前发射的“旅行者一号”探测器已经离开太阳系，正在飞向别的恒星。“旅行者一号”同时也是首个冲出太阳系的人类制造的飞行器，在人类的航空航天史上成为一座极具纪念意义的里程碑。

2017年11月28日，工程师们首次点燃了沉睡37年的航迹修正推进器(TCM)，测试了其使用10毫秒脉冲定位飞船的能力。

旅行者一号飞行年代示意图

旅行者一号与行星示意图

四，搭载物品

旅行者金唱片

在2006年，旅行者探测器将会是第三和第四件人造物件离开整个太阳系。其实先驱者号计划的10号和旅行者1号携带的铜质镀金唱片

11号早已于1972年及1973年分别被发射上太空，早过旅行者探测器脱离太阳的引力，及携有一块细小的先驱者镀金铝板以说明他们被发射的时间和地点，以便于任何在不久的将来发现它们的太空探险者辨识。

美国国家航空航天局以先驱者的例子为基础，设计了一个更加复杂及详细的讯息板，置于旅行者探测器之上。新的讯息板更像一个时间囊，打算向外太空的其他生物诉说我们人类身处的世界。

旅行者1号上携带了一张铜质磁盘唱片，它的外径为12英寸，镀金表面，内藏金刚石留声机针。这意味着即使是十亿年之后，这张唱片的音质依然和新的一样。它的内容包括用55种人类语言录制的问候语和各类音乐，另外，磁盘上还有115幅影像，包括太阳系各行星的图片、人类的性器官图像及说明等，这些数据旨在向“外星人”表达人类的问候。55种人类语言中包括了古代美索不达米亚阿卡得语等非常冷僻的语言，以及四种中国的方言（普通话、闽南语、粤语、吴语）。 [9] 各个问候语的表述句子全部不一样。唱片还包括了以下内容：

时任联合国秘书长库尔特·瓦尔德海姆的问候。

时任美国总统卡特的问候，内容是：“这是一份来自一个遥远的小小世界的礼物。上面记载着我们的声音、我们的科学、我们的影像、我们的音乐、我们的思想和感情。我们正努力生活过我们的时代，进入你们的时代。”

唱片内还包括一个90分钟的声乐集锦，主要包括地球自然界的各种声音以及27首世界名曲，其中有中国古曲《流水》、莫扎特的《魔笛》和日本的尺八曲等。一共有115幅影像，太阳系各行星的图片、人类生殖器官图像及说明等。 [9]

另外，唱片封套上也包括了一块高纯度的铀238。由于已知其衰变为钚239的半衰期约为41.7亿年，这样捕获此唱片的外星生命即可据此推算出探测器的发射日期。

55种语言，选取世界上55种语言，录成问候语，循环播出。其中中国语言被选入四种。

携带的信息

旅行者一号

五，令人生畏的距离

太阳系内行星之间的距离通常用天文单位（A.U.）来表示，1个A.U.取太阳和地球的平均距离，即1.5亿千米。离地球最近的金星只有0.28 A.U.，离太阳最远的海王星有29.8 A.U.，而旅行者1号目前距离我们已有141.5 A.U.。

恒星之间的距离往往长达数十万个A.U.。离我们最近的恒星——半人马座比邻星相隔26.8万个A.U.（4.243光年）。如果将太阳和地球的间距缩小至1米，按比例计算，比邻星远在276公里之外！

人类最快的探测器旅行者1号的速度仅有光速的1/18,000，用40年的时间飞过了1光年的1/450，照这个速度还要3万年才能穿过奥尔特云，抵达半人马座比邻星估计要花8万年。

六，难以想象的能耗

影响人类深空探索的另一个因素是星际旅行的能源消耗极其巨大。物体的动能可以用动能方程来表示，即Ek=mv/2，其中m为物体质量，v为物体运动速度。如果抵达目的地后只能靠推进器减速，所需的动能还得翻倍。

要想在短短几十年之内到达半人马座比邻星，飞船的速度需要比现在快几千倍，根据动能方程，所需的能量比现在多数百万倍！将1吨的物体加速到光速的1/10需要4.5X10^17焦耳的能量，即125兆瓦时。相比之下，2008年全世界的总能耗才14万兆瓦时。这还没有考虑推进器的燃烧效率。

七，危机重重的旅行

就算解决了能源问题，实现恒星际旅行还面临重重挑战。首先，无处不在的星际气体和尘埃有可能对高速运行的飞船造成致命伤害。这些星际介质在太空中并非均匀分布，如何规划飞船航向也是一个棘手的问题。

另外，长时间的太空旅行对宇航员来说更是严峻的考验。可再生的生命维持系统，与世隔绝的密闭空间，致命的宇宙辐射，微重力环境下的人体肌肉、骨骼、免疫系统的病变——这些难关还需要科学家一一攻克。

拍到的木星与伽利略卫星

八，不畏艰难的尝试

基于目前掌握的航天推进技术，科学家正在尝试使用无人飞行器进行深空探索，除了“旅行者”项目之外，还有“代达罗斯”，“伊卡洛斯”，“突破摄星”等若干雄心勃勃的计划。使用纳米粒子推进剂和微芯片技术的新一代纳米飞船重量极小，未来研究人员希望能同时将上百万艘“微型飞船”以接近光速送入太空。

针对载人星际航行，科学家提出了“世代飞船”，“太空冬眠”，“冷冻胚胎”等诸多概念，这些方案无非是探讨如何使人类脆弱的身体平安度过漫长的恒星际旅程。由于人类生理和寿命的局限，也许未来和人工智能深度融合的仿生人是唯一可行的选择。

传统的化学火箭虽然推力大，但比冲低，喷气速度大约为5千米/秒。离子发动机推力较小，但喷气速度可以达到15千米-35千米/秒。核裂变发动机虽然可以达到15%光速，但加速时间需几百年。核脉冲发动机能使飞船速度达到光速的50-80%，反物质推进技术的理论速度能达到光速的90%以上！

除了携带燃料的推进技术外，科学家还提出星际冲压发动机，甚至曲率引擎或虫洞旅行等超光速旅行的概念。当然，这些设想在理论和实践上还远远称不上完善。

拍到的土星特写

艰难的飞行

九，神奇的时间膨胀

您可能认为，即使人类以接近光速飞行，在20岁至60岁的40年间，也无法抵达距离地球40光年之外的地方。实际上，由于时间膨胀效应，飞船上的时间流逝比地球要慢得多。假设有人驾驶宇宙飞船飞往32光年外的某星球，先用1.32年持续加速（1.03G重力加速度），然后关闭发动机匀速航行17.3年，再花1.32年减速。抵达目的地并短暂访问后，再返回地球。这时候飞船上的时钟过了40年，地球已经是76年之后了！

飞船速度越接近光速，时间流逝就越慢（对宇航员来说没有任何区别）。因此遨游整个银河系的旅行都能在人类有生之年完成，往返距离太阳3万光年的银河系中心巨型黑洞也只需40年。只不过当宇航员返回地球时，6万年已经过去了！

自从原始人第一次抬起头，向茫茫星海投去好奇的一瞥时，在恒星间遨游就成为深植人类内心深处的梦想。也许人类还要数百年上千年才能掌握星际旅行的奥秘，但科学家的研究正在使这个梦想一步步成为现实。

十，旅行者“自我评价”

你们好，太阳系地球上的人类们：

我是 “旅行者一号”，现在向全人类报告，我已经冲出了太阳系的范围，驶向黑暗无垠、神秘危险，但散发着无穷魅力的宇宙。远处的星星、星系，在太空中闪亮着，蛇夫座星群将是我下一个目标。

现在已经 41岁的我，从出生的第一天起，就在工作。虽然遥远的太阳无法向以前那样继续为我提供充足的电力。但请相信，只要我的意识保证清醒，我就一定继续。虽然这个旅途，除了依靠着无线电发射器，隔着好长好长的时间，才能得到一句来自地球的问候外，剩下的就是无声、寂静。

身为无机物的我，的确不会感到冷、热，只有正常与损坏两种情况。但想到我一出生就漂浮在宇宙中，更像是一个没有娘的孩子，似乎有些寂寥。换位思考一下，如果是一个航海员，总是面对着一篇寂静、无风、无浪，海中的无风区，说不定也会像 “少年 Pi” 那样被孤独感压垮。

我不怕，一个是因为我的确是没有情感的无机物，另外一个，我深深感受到自身的使命——我的出生，乃至我身上的每一个零件，承载着深沉的历史使命。无数人为了我的诞生而付出了艰辛的努力，我的电子大脑有着科学家们的汗水，我冷冰冰的机械结构则是工程师们的结晶。

不过，最让我对自己历史使命感到明了的，是那张记录着我的人类父母 55 种不同语言的声音、115 幅图像的铜唱片，以及一段代表着全体人类向外太空文明释放的善意问候。

美丽的地球

我要慢慢的飘走了

一段最孤独的旅程