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飞了近50年,旅行者1号即将抵达一光日

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一光日有多远?25.9亿公里,是太阳到冥王星距离的四倍多。11月18日清晨5点16分07秒(美国东部标准时间),旅行者1号将成为首个抵达距地球一光日的航天器——从地球发出的信号,要整整一天才能追上它,再花一天才能等到回音。

这艘发射于近50年前的探测器,几十年来不断刷新距离纪录。1998年超越先驱者10号,成为距地球最远的人造物体;此后又第一个飞出太阳系的保护性气泡,并将成为人类派往恒星的第一位使者。


它拍下的,改写了教科书

旅行者1号和它的孪生兄弟旅行者2号,在外太阳系拍到了狂暴的巨型风暴,第一次传回数十颗卫星的影像,也让木星、土星、海王星和天王星那层薄纱般的环,第一次显出前所未有的细节。这些传回地球的图像和数据,重塑了关于太阳系如何形成与演化的理论,催生了后续一系列任务,也抛出了足够让太空科学家忙上几十年的新问题。

最出人意料的发现,来自一张不起眼的导航照片。旅行者1号飞掠木星四天后,项目天文学家、喷气推进实验室的琳达·莫拉比托在处理回望拍摄的图像时,把一张照片调亮,看到木星卫星木卫一的边缘凸起一个奇怪的球状物。她问自己:“那是什么?”她的主管反应一样:“天哪,那是什么?”

那是一道火山喷发柱——从木卫一表面喷出250公里高的火泉。这是人类首次在地球之外发现活火山,也彻底改变了对太阳系的认知:那里不是冰冷死寂的冰柜,而是一个沸腾、活跃的区域。

一船人,几代人

“我从没想过这个任务能持续这么久。”NASA喷气推进实验室的行星科学家琳达·斯皮尔克说。1977年探测器发射前夕,她开始参与旅行者项目,还曾按任务节点规划自己孩子的出生时间——如今孩子已经四十多岁。离开去领导另一个任务后,她又回来担任旅行者项目的首席科学家。

还有两位科学家从项目之初坚守至今,而另一些人,在探测器发射时尚未出生。“旅行者到今天,是一个跨代际的任务。”斯皮尔克说。这不是一场怀旧之旅,太阳系边缘之外,仍有大片未知等待揭开。

普林斯顿大学物理学家杰米·兰金2012年8月开始读博,那个月,旅行者1号正好离开太阳系,驶入寒冷平静的星际空间。“每一天,它都在没人探索过的地方。”她说,“每一份数据,每一个还能收到数据的日子,都在告诉我们新东西。”

一次不会再有的机会

旅行者探测器最初的使命,是探索当时仍充满谜团的外太阳系。一次罕见的行星排列,让1970年代末发射的航天器可以依次掠过木星、土星、天王星和海王星,借每颗行星的引力加速,在不到15年内完成巡游。这样的排列,要等到2150年代才会再次出现。

这在当时是极为大胆的一步。1970年代初项目启动时,还没有任何航天器飞越过火星。NASA给任务定了一个保守目标:飞掠木星和土星。1972年和1973年,NASA先发射了两个先驱者探测器,确认这条航线可行,并沿途收集数据。和旅行者一样,它们也是两艘——以防其中一艘失败。

经历令人捏汗的发射和近两年的等待后,旅行者开始揭开木星和土星隐藏多年的秘密:木卫一上的火山、木星大红斑的细节、土卫二上地质活动的迹象。任务完成后,旅行者2号继续飞越天王星和海王星,首次拍下这两颗行星环的图像,沿途发现十多颗卫星,还观测到海王星上一场永不停止的风暴,以及海卫一上喷发的间歇泉。

“旅行者的高光时刻,显然是那些行星交会。”项目原首席科学家埃德·斯通在2024年去世前接受NASA采访时说,“每一次,都装进了我们一辈子的发现。”

这些发现启发了后来的许多任务。1995年至2003年造访木星的伽利略号发现,木卫二冰层下可能存在适合生命存在的海洋。2004年至2017年环绕土星的卡西尼号则发现,土卫二同样拥有一片可能宜居的海洋,并向太空喷出冰状间歇泉。

1990年,当旅行者1号距太阳约60亿公里时,天文学家卡尔·萨根说服任务负责人让探测器转过身,最后回望一眼行星家园。旅行者1号拍下了一张全家福,地球在其中只是一个暗淡的光点。

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