人类真的飞不出太阳系？旅行者2号遇“火墙”阻挡，温度达49427℃

聊起人类飞得最远的机器，很多人第一个想到的就是旅行者一号和旅行者二号。

这对姐妹探测器已经在太空里跑了将近半个世纪，一路走一路发回来的数据，几乎撑起了我们对外太阳系的大半认知。

今天就来聊聊，它俩到底飞到哪儿了？有没有真正意义上飞出太阳系？

2023年11月，正在飞往太阳系之外的旅行者一号突然出了技术故障，它不再向地球回传能读懂的信息，而是发回来一堆让研究人员完全看不明白的乱码。

这一度让不少人担心，这台老家伙是不是真的到寿了。

好在到了2024年6月，NASA的科学家宣布，他们已经成功修复了旅行者一号的故障，探测器又恢复了正常运行。趁着这个契机，咱们再把这对老搭档的故事整个梳理一遍。

旅行者一号和旅行者二号，都是1977年从地球发射升空的，到现在已经是第47个年头了。

这么多年下来，它们各自飞去了什么方向？旅行者一号在1980年完成对土星的探测之后，飞离了黄道面。

所谓黄道面，就是地球和其他行星围绕太阳公转的那个轨道平面。它探测完土星之后，就一头朝黄道面的上方冲了出去，大致朝着蛇夫座方向。

旅行者二号则不一样，它一路奔波，直到1989年完成对海王星的探测之后，才向黄道面的下方飞去，大致朝着孔雀座方向。所以要注意，这两个探测器并不是沿着太阳系的圆盘笔直往外冲，而是从黄道面的两个方向，一上一下，各奔前程。

顺带说一句，旅行者二号中途的改道，收获其实非常大。

它是人类历史上唯一一个近距离飞掠过天王星和海王星的探测器，第一次让我们真切地看到了这两颗遥远冰巨星的样子，还顺带发现了它俩身边不少此前没人见过的卫星。

可以说，教科书上不少关于外太阳系的图片和数据，都是这台老机器一手带回来的。那飞到现在，它们离地球有多远呢？

截至目前，旅行者一号距离地球约163个天文单位。一个天文单位就是地球到太阳的平均距离，大约1.5亿公里。

这么一算，163个天文单位大概就是243亿公里。旅行者二号稍近一点，大约136个天文单位，也就是204亿公里左右。

这个距离，光都要跑好几个小时才能到。

它们飞出太阳系了吗？这个问题的答案，其实要看你怎么定义"太阳系的边界"。

如果以太阳的引力为准，那太阳系的最外圈是奥尔特云。奥尔特云大致从距离太阳1000个天文单位的地方开始，一直延伸到10万个天文单位处才结束。

换算成光年，也就是奥尔特云的外沿距离太阳大约有1.8光年。按这个标准来说，旅行者一号和二号别说飞出太阳系了，连奥尔特云的边缘都还差得远。

按现在这个飞行速度，光是到达奥尔特云的内边缘，就还得再飞300多年。而如果要彻底穿过整个奥尔特云、真正意义上离开太阳的引力范围，天文学家估算过，得再花上大约3到4万年的时间。

听着有点绝望是不是？但这就是宇宙的尺度。当然也要提一句，奥尔特云到目前仍然只是理论上的推测，是否真实存在还没有被直接观测证实。

但如果换个标准，以太阳的磁场来定义太阳系边界，故事就完全不一样了。

以磁场划定的范围，天文学上叫日球层，其实就是太阳风——也就是太阳吹出的等离子体——所能到达的最远地方。

在日球层的边缘，太阳发出的等离子体在这里大量堆积，就像形成了一堵由等离子体组成的墙，把来自星际空间的介质挡在外头，形成一个类似气泡的空腔。因为太阳本身也在银河系里运动，日球层整体看起来跟彗星差不多，有顶部也有尾部。

而旅行者一号和二号，正是从日球层的顶部穿越出去的，才真正意义上进入了充满星际介质的星际空间。

很多人管它叫"火墙"，因为科学家给出的数据非常吓人——这堵墙的温度高达49427℃。

它是怎么形成的呢？我们知道，太阳虽然是整个太阳系质量最大的天体，占据了整个恒星系总质量的99.99%，但组成它的主要成分却是宇宙里最轻的两种原子——氢和氦。

太阳表面就像一个巨大的核聚变反应堆，源源不断地向外辐射高能粒子，这些粒子以每秒200到800公里的速度朝外飞。

不过再快也跑不过引力，这些高能粒子受制于太阳引力，最远只能到达约120个天文单位远的地方，在那儿堆出了一层大约7500万公里厚的粒子墙。

墙本身就是由高能粒子组成的，温度自然低不了，再加上旅行者号在穿越过程中与这些粒子发生剧烈的摩擦，最终测出来的温度就飙到了骇人的49427℃。

听着像是穿越火焰山，但其实探测器并没有被烤化。

原因也很简单，这层粒子墙虽然温度高，可是极其稀薄，单位体积里没多少物质，所以传递给探测器的实际热量非常有限。

这跟我们平时理解的"高温"完全不是一码事。

这堵"火墙"，就是狭义上的太阳系边界，也就是前面说的日球层顶。旅行者一号是在2012年8月穿越的，当时探测器上测量等离子体密度的仪器显示，密度一下子增加了约40倍，天文学家由此判断出它正在穿越日球层顶。旅行者二号则要晚一些，在2018年11月完成穿越。

所以，如果以磁场作为分界线，那这两个老家伙确实已经飞出了太阳系，进入了星际空间。

值得一提的是，两艘探测器在遭遇"火墙"之前，早就已经飞越了柯伊伯带。这也从侧面说明了一件事——柯伊伯带并不是太阳系的最外层，外面还有一层更大的结构在包着我们。

隔着两百亿公里，怎么给地球打电话？飞得这么远，通讯是怎么保持的？这是很多人好奇的问题。

我们看旅行者一号和二号的照片，上面都装着一个类似卫星天线的大"锅"，这就是高增益天线，是它俩发射和接收数据的主要设备。这个天线在工作时，方向必须精准地对着地球，只要稍微偏一点，信号就断了。

举个例子，2023年7月的时候，旅行者二号的高增益天线就意外偏离了方向，导致地球那边彻底收不到它的信号。好在两艘探测器都内置了自动重置方向的指令，一个月之后，天线方向自己重新对准了地球，天文学家这才和它重新接上头。

想想都后怕，两百多亿公里之外的一台老设备，靠着一条早年间写死的自救指令救回自己，真挺不容易。

地球这一头，负责接收信号的是深空网络。这个网络由地球上三个不同的站点组成，均匀分布在全球。只要探测器距离地球超过3万公里，不管它飞到哪个方位，这三个站点里至少总有一个能跟它对上话。

不过距离实在太远，跟它们单程通讯就得差不多20个小时，一来一回就是40个小时。

你今天发条指令，得后天才能收到回复，这速度搁地球上是没法忍的，但在深空里已经是极限了。

那这对老姐妹还能坚持多久？答案有点让人感伤。

能源和寿命，是人类目前还没法彻底克服的两大难关。

即便是当今最先进的核电池，工作极限也只有100年左右，跟飞出整个太阳系所需的几万年比起来，完全是杯水车薪。旅行者号用的核电池已经支撑了近半个世纪，功率每年都在衰减。

NASA的工程师这些年一直在一件一件关闭它们身上非必要的仪器，就是为了把最后一点电量省下来，多撑几年是几年。按照目前的估算，到2036年左右，旅行者一号和二号将超出深空网络的通讯范围，而那时候它们的电量估计也差不多耗尽了。

从那一刻起，这两台机器将彻底和地球失去联系，独自朝着遥远的深空滑行。

但"失联"不等于"停下"，就算电量归零、通讯中断，它们依然会依靠惯性，保持现在的方向和速度继续前进。在没有阻力的宇宙里，它们几乎可以永远飞下去。

只是从此以后，再也没人知道它们看见了什么。想想旅行者二号当年在64亿公里之外回头拍下的那张地球照片——一颗微不足道的暗淡蓝点，孤零零地悬在漆黑的宇宙里。

它替我们跑到了人类脚步从未抵达过的地方，也替我们留下了一个关于人类文明尺度的最真诚的注脚。

人类真的飞不出太阳系吗？至少以旅行者号为代表的这一代技术，是飞不出去的。三四万年的路程，一百年的电池极限，中间隔着一道近五万度的等离子火墙——这几个数字摆在一起，就是当下人类航天能力的天花板。

但也别灰心，毕竟四十多年前那对刚刚离开地球的姐妹俩，谁也没料到它们能真的走到今天这一步。

或许再过几百年，人类会有全新的推进方式、全新的能源方案，那时候回头再看旅行者号，就像我们今天看第一艘远洋帆船一样，会觉得又原始，又浪漫。