36年！人類終于“飛出”太陽系

白嶄 

    1977年9月5日發(fā)射的“旅行者1號”探測器，在歷經(jīng)36年漫長的星際旅行后，近日終于被正式確認進入了星際空間，成為首個飛出太陽系的人造探測器。

    “這是一次壯舉，與麥哲倫第一次環(huán)球航行、1962年‘水手2號’第一次飛掠過金星（人類第一次成功接近其他行星），以及阿姆斯特朗第一次踏上月球等一樣的壯舉?！甭眯姓唔椖渴紫茖W(xué)家、加州理工學(xué)院物理學(xué)教授埃德·斯通說，“神秘的太陽系最后的疆界正逐漸進入視野，感謝‘旅行者1號’，人類最遙遠的探索者?！?span lang="EN-US">

    北京時間9月13日凌晨，美國宇航局（NASA）發(fā)布消息稱，1977年9月5日發(fā)射的“旅行者1號”探測器歷經(jīng)36年的星際旅行，已正式確認進入了星際空間，成為首個飛出太陽系的人造探測器。

    我們無從知曉，在宇宙深處是否有——或有多少智慧種族，和我們一樣，急于驗證自己并不孤單，但我們離他們，更近了一步。

    孤獨的歌者

    1977年，《地球之聲》（The Sounds Of Earth）誕生，這是一張影響卻頗為深遠的唱片，由美國天文學(xué)家卡爾·薩根匯編而成。12英寸規(guī)格的唱片用銅制成，并鍍金以延長其使用壽命。作為歷史上涉獵范圍最廣的唱片，五千多年的人類文明都囊括在內(nèi)：從大自然的風雨聲、鳥鳴鯨歌，到澳大利亞土著民歌、阿塞拜疆風笛、中國古箏曲《高山流水》，再到巴赫、貝多芬，還有55種語言講的問候語，“來自行星地球的孩子（向你們）問好”。

    遺憾的是，唱片只發(fā)了兩張。

    為方便將來其他生物偶然發(fā)現(xiàn)這張唱片時，能夠聽到里面的音樂和其他錄音文件，專輯中還放了一個唱針。

    專輯被放到了“旅行者1號”和“旅行者2號”探測器的表面上，其正上方裝有3.7米寬的白色的通信碟作為整個架構(gòu)的主導(dǎo)部件。如果把探測器比作一只昆蟲，這些部分好比其“四肢”和觸須。探測器行駛到太陽系以外的黑暗空間時，其一側(cè)會伸出13米長的象鼻狀的磁探測器吊桿，下面的放射性同位素溫差發(fā)電器可以發(fā)電，給探測器提供動力。在探測器的另一側(cè)，也有一只伸出的“手臂”，上面裝載著“旅行者”的“眼睛”：一排照相機、分光儀、微型探測器和其他設(shè)備。

    旅行者號系列探測器項目由美國宇航局（NASA）的噴氣推進實驗室（JPL）負責。制造一個可以在太空存活多年的探測器，對上世紀70年代的JPL來說，是個巨大的挑戰(zhàn)，當時他們建造的最先進的探測器，也僅能在太陽系內(nèi)運行幾個月而已。

    “那時，這想法讓人熱血沸騰?！甭眯姓咛栂到y(tǒng)工程師約翰·卡桑尼說，“制造出遇到故障還能運作，并且持久運轉(zhuǎn)的探測器。我們認為除了我們，別人誰都不行！”

    5年的時間，JPL成功了。他們制造出的旅行者號系列探測器，即使沒有電源供給，在星際空間空曠良好的飛行環(huán)境中，它們的旅程也很可能持續(xù)數(shù)百萬年。從探測器的外觀，外星生物可以推測出人類的群體規(guī)模和智慧程度。從探測器工程的復(fù)雜程度，它們可以看出我們的技術(shù)和數(shù)學(xué)能力——至少是20世紀70年代探測器發(fā)射時的水平。

    不過，在1977年初，當JPL進行旅行者號探測器的收尾工作時，卡桑尼感覺，旅行者號探測器的設(shè)計本身，還是無法告訴外星人，人類真正是什么樣的生物——稍早完成的先驅(qū)者系列，其上相對“簡陋”的銘文鋁板同樣無法完成這一任務(wù)。

    于是，卡桑尼跟薩根建議，像先驅(qū)者系列一樣，給兩艘探測器加上一些裝置，以展示我們究竟是怎樣的生物。

    薩根推測說，音樂也許是與外太空生物溝通的最好方式，能增加他們對我們的了解?！捌渌锬軌蚶斫庖魳返暮x嗎？”薩根對此很好奇?！皩λ麄儊碚f，音樂中激蕩的情緒也許是一個謎。但是，如果我們要向他們傳遞有關(guān)人類的訊息的話，那么，音樂就將是必不可少的一部分?！背瑢ζ渌拿鱾鬟f了什么并不那么重要，重要的是，他們述說了我們自己的文明。

    “這是來自渺小的、遙遠的世界的禮物，它濃縮了我們的聲音、我們的科學(xué)、我們的影像、我們的音樂、我們的思想和感情。我們正努力延續(xù)自己的歲月，希望有朝一日能與你們同在?！泵鎸棋呛＃瑫r任美國總統(tǒng)卡特在金唱片里的問候，謙和恭順。

    勤勉的攝影家

    1977年9月5日，“旅行者1號”離開地球，僅比它的姊妹飛船“旅行者2號”晚了16天。

    旅行者號的最初目標是巡視木星和土星，然后傳回木星大紅斑和土星環(huán)的照片。然而它們除了完成這些任務(wù)，還傳回更多意想不到的發(fā)現(xiàn)：木星的衛(wèi)星木衛(wèi)一上存在噴發(fā)的火山；木衛(wèi)二冰封的地表下存在海洋的線索；土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六上存在甲烷雨的跡象。

    “一次又一次，旅行者號不斷呈現(xiàn)令人意想不到的結(jié)果，這意味著我們還有很多東西需要了解?！彼雇ㄕf。

    于是，勤勉的“旅行者”被賦予了更多的任務(wù)。

    “旅行者2號”向“南”朝著天空中最亮的星——天狼星的方向行駛，“旅行者1號”則借土星引力為彈弓，向“北”而去，4萬年后，它將經(jīng)過蛇夫座。

    在漫長的旅程中，旅行者號們傳回近10萬張照片——其中一些是令世界驚艷的圖片，我們做夢都想不到的絕妙景象。這些圖片挑戰(zhàn)我們對氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)的現(xiàn)有觀點，以至于我們得將太陽系和行星科學(xué)作為一門學(xué)科來重新理解。

    1990年的情人節(jié)，“旅行者1號”收到指令，調(diào)轉(zhuǎn)鏡頭，在太陽系上空60億公里處，以一種獨特的視角拍攝了一張行星“全家?！?。

    在當時，這是地球照片中拍攝距離最遠的一張，畫面中地球如滄海一粟——是茫茫如海的黑色太空中，“一個暗藍色小點”。最初，當這張照片印出來時，旅行者號科學(xué)家們誤把地球當成了光照片上一?；覊m，險些將其擦除。

    拍完這張照片，“旅行者1號”經(jīng)由冥王星軌道，到2012年正式進入“弓形激波”區(qū)域——該區(qū)標志著太陽風和銀河風邊界地帶，即太陽引力的邊緣區(qū)。不久之后，“旅行者2號”也到達這一地帶。

    姊妹倆開始了“首個飛出太陽系的人造探測器”的最后爭奪。

    幸運的冠軍

    某種意義上講，這場爭奪中，“旅行者1號”有種近乎開外掛的幸運。

    1972年發(fā)射的“先驅(qū)者10號”和1973年發(fā)射的“先驅(qū)者11號”，因為設(shè)計缺陷，在漫長的旅途中速度不斷衰減，并且逐漸偏離原定航線，最終能源耗盡與地球失去聯(lián)系。

    而“旅行者2號”的失利，則是路線設(shè)定的原因，它飛越太陽系的旅程更長——“旅行者2號”發(fā)回的數(shù)據(jù)表明，太陽系不是球形，而是一個不對稱的、凹陷的結(jié)構(gòu)，或許有點像雞蛋。

    確定“旅行者1號”的優(yōu)勝，也曾經(jīng)歷過一番激烈的爭論，科學(xué)家們一直在嘗試各種不同的檢測方法。

    直到9月12日，美國艾奧瓦大學(xué)的唐·格尼特及其科研團隊，將能夠證實“旅行者1號”已經(jīng)飛出太陽系的最新數(shù)據(jù)，發(fā)表在美國《科學(xué)》雜志上。

    格尼特的研究小組分析了“旅行者1號”向地球發(fā)回的數(shù)據(jù)，從電子等離子體振蕩的測量結(jié)果中發(fā)現(xiàn)了重大突破?！拔覀冊跀?shù)據(jù)中看到這些振蕩的時候，真的是從座位上蹦了起來——它向我們證明，飛船已經(jīng)駛?cè)胍黄碌膮^(qū)域，時間大概是2012年8月?！?span lang="EN-US">

    與“旅行者1號”聯(lián)絡(luò)不暢，也是難以確定它精確位置的原因之一，即便是現(xiàn)在，就算以光速傳送信息，“旅行者1號”與地球聯(lián)絡(luò)也要花很長時間。“現(xiàn)在的單程傳送時間約為17小時?！爆F(xiàn)旅行者號負責人蘇珊·多德說道，“我們周六上午發(fā)出指令，到周日下午收到反饋。”多德自20世紀80年代中期就開始從事旅行者探測器的相關(guān)工作，她把跟探測器的通信工作比作照料老年人。“有時候，它們也需要稍稍調(diào)整一下，才能聽清你所說的話！”

    除非出現(xiàn)嚴重的工程故障，旅行者號們還會繼續(xù)向地球傳送星際空間的探測信息工作，直至2025年左右。當能量低于所需值時，地球?qū)u漸失去與它們的聯(lián)系。