美國宇航局慶祝旅行者系列探測器成功發射40周年

【導讀】旅行者號探測器，是美國研製並建造的外層星系空間探測器，共發射兩顆。如今已過去40年了，它們還在繼續向宇宙深處行進……

美國宇航局於1977年發射的兩艘深空探測器旅行者1號（9月5日）和2號（8月20日）目前仍然在運行中，至今沒有任何航天器能夠比它們飛得更遠，人造物體第一次接觸到太陽系外圍的星際空間。今年9月5日，是旅行者1號發射40周年的紀念日，美國宇航局對這兩艘探測器進行了任務梳理和成就肯定。

旅行者1號和2號發射時的情景

在2012年8月，旅行者1號距離我們120億英里，離開了我們的太陽系，進入星際空間，而旅行者2號會相對慢一些，但也達到100億英里之外的空間，預計在未來幾年內進入星際空間，兩個探測器從不同方向上向太陽系外圍前進。在旅行者系列探測器探索任務中，對太陽系許多行星、衛星進行了飛掠，所拍攝的照片比NASA歷史上任何一個航天器都更加清晰、獨特。

正在進行最後檢查的旅行者2號

旅行者2號是第一個對太陽系四顆大質量行星（土星、木星、天王星、海王星）進行飛掠的探測器，並且進行了成像。同時，也對木衛一、多顆大型衛星進行了探測，共計木星三顆衛星、土星四顆衛星、天王星十一顆衛星、海王星五顆衛星。旅行者系列探測器也為美國宇航局後續的深空項目做了很好的鋪墊，比如伽利略探測器、朱諾探測器以及卡西尼探測器等，這些都是木星軌道及其之外的天體作為探索目標。來自旅行者探測器的數據顯示，木星有著極為動蕩的大氣結構，鑒於這一點，朱諾探測器設計了一條很低的軌道，對木星風暴進行近距離抵近觀測，並且發現了木星兩極存在強大的旋風（朱諾運行在極軌上）。

旅行者2號對木星進行了觀測

目前美國宇航局正在開發的木衛二歐羅巴任務得益於旅行者探測器的觀測，計劃在木衛二上軟著陸，試圖發現地外生命的證據。旅行者任務也啟發了未來美國宇航局對木星衛星群的研究方向，比如對木衛一這顆充滿火山的衛星進行觀測，木衛一探測器已經在2007年2月列入美國宇航局新邊疆計劃的關鍵科學任務。

在對土星進行觀測後，旅行者探測器發現土星環結構非常複雜，第一次觀測到土星北極的六角形風暴，而且土衛六在可見光波段上呈現出橙色，大氣濃厚，無法對其表面進行成像。由於旅行者1號的軌道設計少了對天王星、海王星的探索，因此在2號任務中進行了補充。旅行者2號在1986年對天王星進行了飛掠，在1989年對海王星進行了飛掠，之後人類對這兩顆大質量冰巨星再也沒有探索過。這個局面預計在未來數年發生改變，美國宇航局行星科學2013至2022十年考察中，將天王星或海王星列為未來考察的重點。

左邊這個才是天王星的真正顏色

旅行者2號當年從海王星北極雲頂上方掠過，高度5000公里，這是非常低的高度對海王星的海衛一進行了觀測，這種軌道設計在後續的卡西尼任務中得到了延續。卡西尼探測器在土衛二的飛掠中高度降低到15公里，並且成功實現。

旅行者2號拍攝的海王星

旅行者系列探測器之所以能夠飛出太陽系，並且一路對大量的天體進行觀測，關鍵在於成功利用了行星間的引力彈弓通道。旅行者2號利用引力彈弓對木星，土星，天王星和海王星進行了探測，這一技巧也被後續的一些探測器利用，可以節省燃料，大大降低了前往太陽系邊緣所需的時間。雖然旅行者探測器沒有對冥王星進行探索，但是後起之秀新視野探測器成功利用木星引力加速，在2015年7月飛掠了冥王星，至此，美國宇航局完成了對太陽系各大天體的初步觀測。

引力彈弓效應在旅行者之後被多個探測器使用，比如信使號水星探測器在地球和金星的引力、三次藉助水星引力，成功進入水星軌道，卡西尼探測器也利用了兩次金星借力、一次地球引力、一次木星引力加速後前往土星。

雖然旅行者探測器的成就頗豐，但美國宇航局沒有停止行星際的飛掠探索，旅行者1號和2號繼續向深空進軍，目前已經取得的成就有：2012年，旅行者1號是第一個離開日光層，進入星際空間的探測器；首次測量了星際空間中的星際磁場、星際介質的密度、以及銀河宇宙射線的強度；旅行者2號第一次測量了日光層邊緣的太陽風末段衝擊強度。除了這些革命性的科學成果外，旅行者探測器還攜帶了黃金唱片，上面記錄了各種圖像和聲音，如果它們與未來的太空旅行者接觸，可以為後者提供關於地球上的生命和文化信息。這正如卡爾薩根說言：在宇宙海洋中送出這個「漂流瓶」，說明這顆星球上的文明是非常樂觀。

攜帶「地球檔案」飛出太陽系「旅行者1號」發射40周年

責編：鍾狼將

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