【旅行者】已经旅行了40年,未来时间或超过人类
本报记者 耿挺
在电子游戏史诗级作品席德梅尔《文明》系列中,建造一艘飞向半人马座α星系载人飞船是终极胜利条件。而在现实中,有两个人造物体已经在通向太阳系外星球的道路上飞行了40年。
1977年8月20日,“旅行者二号”发射升空;同年9月5日,“旅行者一号”发射升空。它们一南一北,分别向太阳系两端进发。40年后,“旅行者二号”距离地球大约172亿公里,“旅行者一号”距离地球大约208公里。“旅行者一号”成为目前距离地球最远的人类航天器,也是第一次有人类航天器飞出太阳系,进入星际空间。
航天黄金时代的产物
40年前,美苏争霸正酣。两个超级大国在航天领域投入了大量资金、人力、物力,从离开地球到登上月球,一大批具有历史意义
的航天成果不断涌现,刷新着人类探索宇宙的雄心壮志。这是一个充满创新、智慧、勇气的航天黄金时代。
当时,经费充裕的美国国家航空航天局(NASA)制定了“旅行者计划”。这基于一个神奇的天体运行现象:每隔175年,木星、土星、天王星和海王星就会形成奇妙的行星几何曲线排列。在这个窗口期发射航天器,只需要少量燃料和航道调整,就能借助行星引力进行加速,如同被弹弓弹射一样,不断加速。一般情况下,航天器飞到海王星需要30年;而利用“引力弹弓”,会缩短到12年。1977年,正好是175年一遇的窗口期,如同孪生姐妹般的“旅行者一号”和“旅行者二号”由此踏上了漫漫长路。
“旅行者”号各携带了一张12英寸规格的镀金铜质唱片——里面记录了地球、人类及人类努力、奋进的种种壮举。这件史诗般的纪念品的铝制外膜呈现太阳光色,遂令其得名“金色唱片”。它出自美国康奈尔大学的卡尔·萨根博士及其工作团队之手。
“金色唱片”里存有来自地球的各种声音,包括海浪声、风声、雷声、鸟鸣、座头鲸的叫声,以及黑猩猩发出的呜呜声。卡尔·萨根还挑选了总时长90分钟的27首经典音乐作品,其中,有7分37秒的中国古琴曲《高山流水》。
“金色唱片”里还有55种向地外文明问候的语言,第一种是曾在公元前2500年成为“肥沃新月”地带共同语的已灭绝语言——阿卡德语。其中的4种汉语是普通话女声“各位都好吧,我们都很想念你们,有空请到这儿来玩”,粤语女声“各位都好吧,祝各位平安、健康、快乐”,闽南语女声“太空朋友,你好,你吃过没,有空来玩”,以及吴语男声“祝你们大家好”。
“金色唱片”里还有115张地球图片,除了地球空气成分比例、海陆面积比例、人体器官等一些表现基本概念的图片以外,大部分图片的内容都是精挑细选的反映世界各地的自然环境、建筑,以及不同民族的科技成就和生活方式。其中,2幅画与中国有关,分别是《万里长城》和《中国人的家宴》。
值得一提的是,为了向外星文明表现地球人今日的智慧水平,“金色唱片”的图片中还有一张4阶完美幻方图。这个幻方是由1—16个数字排出的图阵,数字是点子表示的。这个图阵的每行每列、两条对角线上的4个数字之和,都等于34;如果把两个这样的幻方拼起来,那么每条次对角线上的4个数之和,也都是34。
“金色唱片”可以在宇宙中保存10亿年,这或许比人类自身存在的时间更长久,从而成为人类在宇宙中存在过的证据。
“旅行者”号足迹遍布外太阳系
40年里,“旅行者”号足迹遍布外太阳系,它们的航行收获了许多前所未有的发现:土星光环其实由数以千计的小环和空隙构成,如同一张唱片;天王星的怪异磁场和10颗新卫星;海王星上存在巨大的暗斑;木卫一伊奥上存在几百座活火山;木卫二欧罗巴有地下海洋的痕迹;土卫六泰坦拥有最接近地球的大气;海卫一上的间歇喷泉高达8千米。
2013 年,NASA 召开新闻发布会宣布,“旅行者一号”已经飞出太阳系,进入星际空间。NASA认为,它已经离开了太阳风的作用范围。太阳风与星际介质相互作用的区域被称为“日鞘”,日鞘的内部边界是终端震波,外层边界是日球顶层。“旅行者一号”和“旅行者二号”分别于2004年12月和2007年8月穿越终端震波,进入日鞘。2012年8月25日,“旅行者一号”穿越日球顶层,进入星际空间。
截至8月份,“旅行者二号”距离地球115AU(约172亿公里),“旅行者一号”距离地球139.3AU(约208亿公里)。这意味着,“旅行者一号”发射的无线电信号,NASA需要18个小时才能接收到。
“旅行者”号各携带3组放射性同位素热电发电机。由于电力有限,“旅行者一号”在 2007 年停止了等离子系统的运作,2010 年停止了扫描平台及紫外线分光计观测等仪器。目前,飞船上的磁场和粒子探测设备仍在工作。但在2020年后,这些设备将被逐一关闭。科学家们预期,他们将会在2030年关闭飞船最后的科学设备。2036 年之后,讯号传输的电力也将消耗殆尽。随后,“旅行者”号的信号将消失在太空中。
电力耗尽后,两艘飞船仍将在当前轨道上,以当前速度围绕银河系中心飞行,周期为2.25亿年。不过,在4万年内,它们都不会遇上另一颗恒星。“旅行者一号”正在以每年3.5天文单位速度离开太阳系,朝蛇夫座的方向飞去;在大约4万年后,“旅行者一号”会接近鹿豹座的AC+79 3888。“旅行者二号”正以每年3.1天文单位的速度离开太阳系,朝射手座和孔雀座的方向飞去;在大约4万年后,“旅行者二号”将到达距离一颗名为Ross 248的恒星 1.7 光年的位置,这颗红矮星位于仙女座。