飞了近50年，旅行者1号才走完“一光日”

来源：科技日报

旅行者1号飞向远方（概念图）。 图片来源：NASA官网

光只需一天就能走完的距离，一艘人类制造的探测器却花了近50年。

据美国国家航空航天局（NASA）11月10日消息，北京时间11月18日18时16分07秒，旅行者1号与地球的距离将达到约259亿公里，相当于光在真空中传播24小时的距离，也就是“一光日”。如果将一光年划分为365个刻度，每格代表一个光日，那么1977年9月5日启程的旅行者1号，经过近半个世纪的飞行，终于抵达了第一格。

49年前，人们将这台一辆小汽车大小的探测器送上太空，期待它揭开木星和土星的奥秘。那时，很少有人能想到，它竟能成为人类制造的飞得最远的物体。如今，最初的行星探测任务早已完成，旅行者1号仍在向太阳系外飞行，但能源逐年减少，科学家正想方设法延长它的工作时间。

能源日渐枯竭，工程师全力“续命”

今年10月，旅行者1号曾经历一场短暂的通信中断。据NASA喷气推进实验室（JPL）称，18日和19日，NASA深空网络连续两次未能收到探测器预期发出的信号。直到20日，信号才重新出现，异常原因仍在调查中。

对于一艘运行近半个世纪的探测器而言，设备老化始终是地面团队面临的挑战。旅行者1号依靠三台放射性同位素热电发生器供电，利用钚-238衰变释放的热量产生电能。然而，随着发电功率逐年下降，电力日益紧张。NASA介绍，两艘旅行者探测器的可用电功率每年约减少4瓦，工程师必须精打细算地安排每一瓦电。

旅行者1号发射时搭载了10台专用科学仪器，如今仅剩磁强计和等离子体波动仪仍在运行。今年4月，NASA关闭了低能带电粒子实验仪，这台仪器长期记录日球层外的带电粒子变化；9月，工程师又完成了一项名为“大爆炸”的节能改造，将3套设备切换为功耗更低的替代装置。这些调整将帮助旅行者1号延长科学探测时间。

曾参与旅行者项目的天体物理学家加里·亨特表示，随着电力持续下降，探测器的信号终有一天可能微弱到地球无法接收，这一时刻或许会在2035年前后到来。

飞出日球层，探索太阳系边界

旅行者1号最初的使命，是探访太阳系外围的巨行星。1979年，它飞越木星，帮助科学家发现木卫一上活跃的火山活动；1980年，它又抵达土星附近，传回重要观测资料；完成行星探测后，它继续向太阳系边缘飞；2012年8月25日，它穿越日球层顶，成为首个进入星际空间的人造探测器。

日球层是太阳风在星际介质中形成的巨大区域，其顶部则是太阳风与星际介质相互作用形成的边界。穿越这条边界后，旅行者1号开始直接测量星际空间中的粒子和磁场。进入星际空间时，它接收到的来自太阳系内部的带电粒子数量明显下降，银河宇宙射线强度则显著上升。2013年，科学家根据它记录的等离子体振荡，推算当地自由电子密度约为每立方厘米0.08个。

今年5月发表于《天体物理学杂志》的一项研究分析了旅行者1号从2020—2025年年中的磁场数据，发现当地磁场经历明显增强后，持续维持在较高水平。这可能与太阳活动向外传播的扰动有关，说明太阳对周围星际介质的影响可能延伸至日球层之外。这些观测也在不断刷新人类对太阳系边界的认识。

尽管已经进入星际空间，旅行者1号距离太阳系的最外围仍有漫长的路程——太阳系的范围还包括更远处的奥尔特云。天文学家认为，那里分布着大量受太阳引力束缚的冰冷天体。按照NASA的估计，旅行者1号还需要约300年才能抵达奥尔特云内缘，穿过整个奥尔特云则可能需要约3万年。对这艘探测器而言，眼前的“一光日”里程碑，只是下一段旅途的开始。

带着地球的声音，驶向星际深处

旅行者1号身后，还有另一位来自地球的远行者。1977年8月20日，比旅行者1号早16天发射的旅行者2号，如今是距离地球第二远的人造飞行器。它先后探访木星、土星、天王星、海王星，于2018年进入星际空间，预计将在2035年11月抵达距地球“一光日”的位置。两艘探测器身上能工作的科学仪器越来越少，但仍持续向地球传回数据。

两艘探测器还各自携带了一张镀金铜唱片，里面收录着115张地球图像，以及海浪、鸟鸣等自然界的声音，还有来自不同民族的音乐和55种语言的问候。唱片封套上甚至刻有标示太阳系方位的脉冲星图，供可能发现它的地外文明辨认。这是人类在1977年留给宇宙的一份礼物，寄托着人们与其他文明交流的愿望。

1990年，旅行者1号在距离地球约60亿公里的地方最后一次回望故乡，拍下了那张著名的“暗淡蓝点”。照片中，地球悬浮在阳光散射形成的光带里，成为一个几乎难以辨认的小点。天文学家卡尔·萨根后来在《暗淡蓝点》中感叹，人类所有的欢乐与苦难，所有曾经生活过的人，都曾栖居在这颗微小的星球上。36年过去，旅行者1号已经飞得更远。那张唱片能否被其他文明发现，依然是一个遥远的未知数。而这艘探测器持续传回的科学数据，正帮助人类一步步认识星际空间的真实模样。