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我國打造中國版「旅行者號」,向太陽系外出征,一路探測多顆行星

距離我們最遠的人類製造物是什麼?毫無疑問,它是美國人50年前發射的「旅行者1號」和「旅行者2號」兩個深空探測器,它們都已經在距離地球非常遙遠的地方,其中旅行者1號距離我們已經在220億公里之外。

這兩個探測器都隸屬於美國宇航局,旅行者1號發射於1977年9月5日發射,距今已近44年,它在飛向外太陽系的過程中,主要探索了木星土星及其衛星,並且攜帶有地球和我們人類的一些信息,已經飛越了太陽系的外圍部分,算是真正進入了太陽系外的宇宙空間。由於它使用的是核動力電池,所以至今它仍在正常運行,只是它已經距離我們大約有220億公里了科學家認為它至少可以工作到2025年,甚至可以工作到2040年。

旅行者2號探測器發射時間比旅行者1號略早,它於1977年8月20日在肯尼迪航天中心成功發射升空,它主要探測了土星及其衛星、天王星、海王星和冥王星,如今它與我們的距離也在190億公里之外,它也同樣攜帶有地球和人類的一些信息,使用的也是核動力電池,雖然現在探測器上的許多儀器已關閉,但它的核動力電池仍在工作,使用的時間將與旅行者1號類似。

這兩個探測器都為人類提供了關於木星、土星、天王星,海王星,冥王星,乃至一些衛星和矮行星的最早信息,對太陽系行星天體及所在空間等的研究提供了巨大的幫助,如今仍在不斷為人類提供著太陽系最遠處的一些信息,可謂「功勛卓著」。

而據《中國航天報》近日報道,中國工程院院士、中國探月工程總設計師吳偉仁在接受採訪時表示,我國也正在制定類似於美國旅行者號深空探測器的任務實施計劃,這代表著我國也將進行大範圍長距離的太陽系天體探測活動,相關探測器將向著太陽系外圍進發。

這架深空探測器很可能將於2024年發射,這也將是我國首次發射火星軌道之外的深空探測器,它的探測任務很可能也是從木星開始,針對木星、土星、天王星、海王星、冥王星及其衛星,以及一些矮行星等進行詳細的探測, 而且該探測器還將對天王星及其衛星海衛一進行詳細探測,很可能會攜帶一個小型探測器,並將其發射到海王星上,以研究其大氣結構。

這一天文探索計劃的歷時將會非常長,從2024年發射之後,數年後才會到達木星軌道,對木星和其衛星進行詳細探測後,將利用火星的「引力彈弓」效應獲得巨大的動能,這一動能將使得該探測器具備飛離太陽系的能力,在接下來的路途中,它將一路探測土星,天王星,海王星,冥王星等天體。

當然,該探測器也將攜帶核電池,以為其幾十年的探測活動提供能量,太陽能帆板電池無法在較遠距離上利用太陽光獲得能量,因此核電池也是這種深空探測器的必備之物,不過核電池製造價格高昂,但是一塊電池就可能高達數億人民幣。

核電池之外,該探測器也極有可能配備霍爾推進器,該推進器可以將氙、氡、氬、鉍、碘、鎂和鋅等的電子約束在磁場中,並利用電子電離加速離子產生高效率的推力,其結構簡單、比沖較高(在103s數量級上)、推力效率(可達60%以上),是未來空間飛行器的首選推進裝置,該推進器可以給予探測器以更快的飛行速度和更大的活動空間。

預估該探測器將利用20餘年的時間一路探測太陽系內的行星、衛星和矮行星,在2049年(建國一百周年)前後飛行到距離地球150億公里左右的位置上(距離地球約100個天文單位左右),基本探測到太陽系的邊緣。

期待「中國版旅行者號」早日開啟它的遠航之旅,一路為我們奉獻太陽系天體的精彩美景。

參考資料:

《中國航天報》4月17日文章《吳偉仁:新中國百歲時我國航天器有望飛到太陽系邊際》

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