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同為探測器,先驅者10號與旅行者一號,誰能率先飛出太陽系?


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更新日期:2022503
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好奇心是人類與生俱來的本能

千百年來人類仰望星空,想象著蒼穹之上究竟隱藏著什麼不為人知的秘密,是神們自己居住的宮殿?還是其他別的什麼東西?

現在我們知道,自己生活在一顆名為地球的行星上,所謂蒼穹其實就是包裹行星的大氣層,認清這個現實後,人類的好奇心馬上就轉移到了地球之外的茫茫宇宙中,於是乎從第一顆人造衛星和第一個太空人開始,形形色色的探測器開始代表人類文明離開地球,奔向遼闊無邊的宇宙。

這些從地球出發的信使們,有著比人類肉體更強悍的身體條件和敏銳的感官,迄今為止它們已經探訪了太陽系內的30多顆星球,旅行者系列更是飛出了太陽系日球層的束縛,進入到了外太陽系空間。

但這麼多探測器,誰才是第一個呢?

通過查閱資料,人類對地球以外天體的探索最早可以追溯到1958年,在這一年的8月17日,美國“托爾-艾布爾1號”探測器發射,目標是進入月球軌道,但遺憾的是由於技術的不成熟,這架探測器升空77秒後就爆炸了,為了紀念這架人類歷史上第一個以地外天體為探測目標的探測器,它的名字也被改為了先驅者0號。

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後來NASA以先驅者為名,又發射了一系列先驅者探測器,其中最著名的是先驅者10號,1972年發射的它,是人類歷史上第一架平安穿過小行星帶的探測器,在它之前,很多天文學家都認為小行星帶內數以百萬計的小行星,會成為探測器的無法逾越的屏障,但先驅者10號的平安穿過,打消了天文學界的顧慮。

穿越小行星帶後,先驅者10號就成了第一架近距離觀測木星的探測器,後來它借助木星的引力二次加速,開始向冥王星軌道飛去,等到2003年,先驅者10號身上的核同位素電池徹底失效後,它便和人類永遠失了,最後一次接收到的信號顯示,它正在朝著銀河系外圍恒星畢宿五飛行。

由於它身上第一次攜帶了有關人類文明信息的金屬牌,所以現在仍有人寄希望於它能被外星文明捕獲,並重新與地球取得聯系。

但平心而論,先驅者10號金屬牌上的信息並不是很詳細,真正記錄了詳細的人類文明信息的探測器,是後來的旅行者系列。

1977年9月5日,攜帶鍍金圓盤的旅行者一號發射升空,相較於之前先驅者10號單純的金屬牌,旅行者一號的鍍金圓盤唱片還具備存儲信息的功能,這張唱片內包含了人類文明的很多影像和音頻資料,以及用多種語言錄制的問候語。

後來發射的旅行者二號,除了航線和旅行者一號稍有不同外,其他配置完全一樣,也攜帶了鍍金圓盤唱片。

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近半個世紀後的今天,旅行者一號跟二號已經雙雙飛出了太陽系日球層,雖然科學家預計最晚到2025年,兩架探測器就會因為沒電而完全與地球失聯,但由於兩者已經處於物質稀少的外太陽系了,所以根據目前的軌道預測它們失聯之後的軌道並不是什麼難事,未來甚至不排除發射高速飛船再把它們抓回來放進博物館的可能性。

畢竟它們永遠不可能飛出太陽系

在我們的日常認知中,太陽系是由水星、金星等八大行星組成的,似乎只要掠過海王星的軌道繼續向外飛,就等於飛出了太陽系。

但其實並不是這樣,因為這種邊界這僅僅是從行星的角度來考慮的,卻忽視了太陽的所能作用的引力範圍。

如果把太陽系比作一個雞蛋的話,太陽就是中間的蛋黃,八大行星就是蛋清,最外層還有一圈奧爾特星雲,它相當於蛋殼。

但在真實比例的太陽系模型中,奧爾特雲這個蛋殼的厚度其實比蛋黃和蛋清加起來還大,直徑2光年的奧爾特雲才算是太陽系真正的邊界,而海王星和冥王星軌道,其實連太陽系的門檻都算不上。

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基於太陽系半徑1光年的實際情況,以每秒17千米飛行的旅行者一號,仍需飛行至少3萬年才能離開太陽系,而3萬年對目前的人類文明來說,完全能夠發展出離開太陽系甚至銀河系的技術,所以旅行者一號目前“代表人類文明飛出太陽系”的任務,根本就不可能完成,也沒有任何意義。

目前為止真正有望在有生之年離開太陽系的,只有美國在上世紀50年代設想的獵戶座核彈飛船

這種以核輻射為前進動力的飛船,每隔一段時間就會往後方發射一顆核彈,用核彈的能量不斷進行加速,理論上最高能加速到每秒1.5萬公裏,也就是光速的百分之五,以這個速度只需要20年就能飛出半徑1光年的太陽系。

雖然20年對人類來說也很漫長,但好在還處於人類壽命範圍之內,是個至少在時間上成立的方案,美中不足的就是獵戶座飛船太難控制了,過於簡單粗暴的它還有很多隱患,所以直到最後這種核彈飛船還是沒能面世。

21世紀的今天

航空航天界雖然依舊癡迷於核動力飛船,但早已從可控核裂變轉換為可控核聚變了,因為前者的能量並不大,且輻射還很強,最重要的是所需的核材料在宇宙中很不好找。

相較之下可控核聚變所需的氫元素,在宇宙中可謂比比皆是,隨便一顆氣態行星或者有液態水的星球都含有大量氫元素。

總體來看

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