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幾十年前發射的宇宙飛船到哪兒了?如今何在

故事所有的背景源於冷戰,美蘇之間的競爭從地面一直到了太空,而美國人的亮點之一就是搞出了野心勃勃的深空探測計劃,遠比蘇聯的那些要成功。

幾十年前發射的宇宙飛船到哪兒了?如今何在


幾十年前發射的宇宙飛船到哪兒了?

幾十年前發射的宇宙飛船到哪兒了?說的應該是那四顆衛星吧。它們來自美國的航空航天局 NASA,按照時間發射順序分別是先驅者10號,先驅者11號,旅行者2號,旅行者1號。

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目前前兩個已經失聯,後兩個還在繼續保持聯繫。如果把太陽系的第八大行星(海王星)作為邊界,他們早已飛出。但如果按照太陽系太陽風的影響邊界和引力影響邊界,他們事實上還在太陽系影響範圍之內。

他們都使用了放射性同位素熱電發生器,可以認為是核能發動機,能量高持續時間長,理論上 80年壽命沒有問題。至於外星人有沒有撿到,大家不妨來猜測一下吧。

1、先驅者 10 號(Pioneer 10)

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這是 NASA 另一雄心勃勃的計劃,它包括一系列衛星,當然最著名的是十號和十一號,它們都飛到了太陽系邊際地帶。

上面所帶的小圓盤繪畫了人類身體構造,和我們的地址(地球的位置),希望告訴外星人我們的基本情況。

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  • 發射時間:1972年3月3日

  • 主要目的:研究木星和小行星帶

  • 距離地球:因為它在 2003 年一月份就失去了與地球的聯繫,當時的距離是122億公里,用光速算一下,大概需要飛行12個小時,現在距離應該跟旅行者一號相當。

  • 任務有效時間任務已經完全失聯,不過按照原先的模擬它正在往金牛座飛行,大概 200 萬年後能到達。

2、先驅者 11 號 (Pioneer 11)

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  • 發射時間:1973年4月6日

  • 主要目的:研究木星及外太陽系,到達土星。它也攜帶了相同的人類信息介紹。

  • 距離地球:先驅者11號在1995年就已經失去了聯繫,當時距離地球約 62 億公里。目前大概推算是 125 億公里。

  • 任務有效時間:任務已經完全失聯,不過它的飛行方向與10號不同,正在往銀河系中心飛去。

3、旅行者一號(Voyager 1)

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  • 發射時間:1977年9月5日

  • 主要目的:探測木星和土星系統

  • 距離地球:約197.2 億公里,是飛行的離地球最遠的人類航天器,是離地球最遠大型星體冥王星距離(約60億公里)的三倍多。假如你現在從地球出發,按照光速,要追趕18個小時才能趕上...

  • 任務有效時間:從事實上到1980年11月20日,它的主要任務就被宣布已經完成了。當然因為它還沒失效,還在繼續和地球聯繫,所以我們也能夠大概得知它的情況。但隨著它的離子推進系統、陀螺系統等已經失效或將要失效,NASA 估計它所有的有效探測儀器都將於2020年陸續停止工作,2025-2030年將會徹底失去聯繫。關於能量,它使用的放射性同位素熱電發生器,也就是核能的一種,按照裡面鈈238同位素的半衰期 87.7 年,再加上上面有效載荷的需求。從1977 到2025,也非常強大了。

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它帶的小圓盤包括了很多人類的基本信息,二進位、各種音樂,但是按照目前的軌跡,它大概再需要300年能到達太陽系邊際的奧爾特雲(可以理解為太陽系形成時星雲的殘留,太陽系內絕大部分彗星都來自這個區域),再過3萬年才能穿出去,但即便如此也離可能的外星人差的太遠了,基本就石沉大海了。

4、旅行者二號(Voyager 2)

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旅行者二號跟一號長得一樣,姊妹星。

  • 發射時間:1977年8月20日(2號比1號還要先發射)

  • 主要目的:它的主要任務也是研究木星和土星,也飛越了天王星和海王星系統,後來任務擴展為研究太陽系邊際系統,如著名的柯伊伯帶,奧爾特雲,行星際空間等。

  • 距離地球:它的軌跡比較特殊,選擇了一種比一號到土星和木星還要晚的軌跡,目前也在跟地面保持聯繫,距離是 162 億公里。

  • 任務有效時間:從事實上到1989年12月31日,它的主要任務就被宣布已經完成了。與一號類似,估計它的失效時間也是在2025年左右。

我們是怎麼聯繫它們的?

美國有個著名的深空探測信號接收網(The American Deep Space Network),始建於 1958 年,涵蓋了世界上各大著名的超大型天線,包括美國、西班牙、澳大利亞的天線基站,從 26 米到 70 米的天線不等,整體上隸屬於 NASA 著名的噴氣推進實驗室 JPL。

這是非常複雜也需要巨量投資的一個項目,深空通訊是這種任務極其重要的一環,我國還有很大的提升空間(目前只試驗過嫦娥 2 的最遠 700 萬公里飛過小行星,比較大的差距,需要抓緊跟上)。


深空探測,如今如何?

目前隨著蘇聯解體,冷戰的環境不在,人類的深空探測頻率一下就放慢下來。只有歐洲和美國還在做著一些研究,日本參與一些項目但不是核心地位。

我國的目前在圍繞月球和嘗試探測小行星(嫦娥二號探測了托蒂斯塔小行星),勉強算是深空。

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但總體上目前人類的深空任務要更加複雜,有更複雜的軌道設計和任務,遠遠超過之前的四顆衛星。畢竟,這四顆能飛到哪兒,當初可原來沒想到軌道也沒有設計到如此程度,這真的是自由翱翔了。


深空探測在我國

我國在深空探測領域真心落後比較多,各種任務設計和規劃都是進入新世紀之後才開始論證。

深空探測是一個超長周期的事情,我們組現在參與論證的已經是歐空局2040-2050年的任務了,所以你可以想像。

不過我們目前已經有了嫦娥,還要做螢火,雖然俄羅斯把咱們的第一個火星探測器給打掉了(螢火一號,是中國火星探測計劃中的第一顆火星探測器。2011年11月8日,「螢火1號」與俄羅斯的採樣返回探測器一起發射升空。11月9日,俄方宣布福布斯-土壤號火星探測器變軌失敗,也就沒了啊),未來的空間還是大大的有的。

  • 優勢:我們的優勢是咱們有錢,任務一上馬執行力超強;航天系統底子很好,做這種大系統工程無壓力。

  • 優勢:我們的短板是咱們的基礎工業和通訊網路還比較落後,核心器件的核心零件還造不出高質量的,通訊網路也不是目前的近地網路能夠替代的。

  • 突破口:突破口也是有的,國際合作。但一是看咱們願不願走出去,也要看別人願不願意合作。總而言之,務實好好做事兒吧,國家需要投資,科研工作者更需要努力啊!作為一隻航天汪,深深地感受到了身上肩負的民族使命!

渺小的人類啊,能在幾十年前用想得到的最好的技術,在一個最好的時機,不想著賺錢,只是跟著人類的好奇心,跟著直覺,跟著理想,奮力把孤獨的旅行者號送入太空,衝出太陽系,然後幾代人等上一輩子看結果,實在是人生中能想到的最酷的事情之一。

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衛星為什麼能飛這麼遠?

也許你會疑問,為什麼衛星能夠持續飛行那麼久,那麼遠,其中包含有什麼秘密?

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旅行者號的飛行路線是一條級其精巧的,幾十年一遇的,可以借力打力的,最省燃料的線路。發動機偶爾點點火就行,不需要一直推進。

當年有個叫米諾維奇這個小年輕想出了個辦法,原理是當航天器接近行星時,會被其引力吸入。只要航天器不墜入行星,它就能利用這一能量獲得加速,並以拋射方式加速離開行星。所以,只要在正確的時候,有行星連珠出現就行……

他的計算結果是,在 1975-1976 年期間,四顆主要行星同時出現在太陽的同一側,可以一路加速飛出去。過了這時間?哼哼,新窗口要至少再等 176 年!趕緊發射吧,緊張吧?

簡單來說,一路上,能在正確的時候,遇到正確的行星。相比之下,這幾天很牛的「新視野」號就暴力多了,基本是直接飛過去。哼哼哈哈,不服比動力。

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當年太陽能技術仍不實用,比較搓。那就搞個原子能玩吧,靠鈈動力電池搞定,很暴力吧?

旅行者號的信號功率僅20瓦,你沒看錯。

在37億英里之外,當旅行者號弱得可憐的信號到達地球碟形天線的時候,它的功率只剩下1000 億億分之一瓦,沒錯,地球人還能利用這個信號。

信號傳送時間?信號從旅行者一號回到地球現在要花 15 小時左右。沒關係,信號在放大後轉發到帕薩迪納做後期,哼哼哈哈解碼成功。

幾十年前發射的宇宙飛船到哪兒了?如今何在

旅行者號一直孤獨,它老了,它快沒電了,相機也出了毛病正在將就用。

據預測,旅行號的電力要到2025年才可能耗盡,在此期間還得和老年人一樣,多睡覺,多休眠省電才能撐得更久。

旅行者號許多指令不能用了,目前仍然可用的指令只有五條。不過,它還沒有放棄,我們也沒有放棄它,它在繼續前行。

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旅行者號是許多美國航天人幾輩子的事情。爸爸負責發射 ,兒子負責觀測,孫子長大了處理數據。

幾個家庭從噴氣推進實驗室時代接受任務開始,35年來一直陪伴著旅行者號,過幾年就和新的行星相遇,人生和旅行者號齊頭並進,不知不覺就貫穿了這些人的一生。

他們結婚了,旅行者號繼續前進 ;

他們有了孫輩,旅行者號仍在前行;

幾十年後,旅行者號能量終將用盡。這顆 1.5 噸的七十年代工程產品,這個人類奮進和探索的豐碑,會繼續在宇宙中默默前行,穿越星際空間,走到太陽風都刮不到的地方。

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