致敬飛行了48年的旅行者探測器

1977 年，美國宇航局 （NASA）發(fā)射了旅行者 1 號和旅行者 2星際探測器，開始了令人驚嘆的深空探測，目前他們是人類制造的飛行最遙遠(yuǎn)的物體。旅行者 1 號已經(jīng)到達(dá)距離地球超過 250 億公里的地方，而旅行者 2 號距離地球超過210 億公里。

這兩個探測器都是唯一到達(dá)日光層之外的航天器。日光層是覆蓋到冥王星軌道遠(yuǎn)端的太陽磁場和粒子泡。

但隨著時間的推移，探測器上依靠钚衰變熱量產(chǎn)生的電力已經(jīng)不足以供應(yīng)所有儀器需求，估計每年產(chǎn)生的電力減少4 瓦。因此NASA 噴氣推進(jìn)實驗室的工程師們開始逐步關(guān)閉部分實驗儀器，以盡可能讓兩臺探測器飛得夠遠(yuǎn)。目前，旅行者 1 號關(guān)閉了宇宙射線子實驗系統(tǒng)。旅行者 2 號的低能帶電粒子儀器也將于 3 月 24 日關(guān)閉。這將使得每個探測器僅保留三種科學(xué)儀器運行。

旅行者 1 號和旅行者 2 號攜帶有完全相同的探測實驗儀器，最初設(shè)計用于飛越我們太陽系中的行星們。并且旅行者 1 號和旅行者 2 號飛行軌跡完全相反。旅行者 1 號是在包括我們地球所有圍繞太陽運行的行星們的平面之上飛行遠(yuǎn)離，而旅行者 2 號則在平面下方飛行遠(yuǎn)離。

在 1970 年代和 1980 年代，旅行者們先后飛越完成太陽系大行星并收集相關(guān)數(shù)據(jù)后，這些任務(wù)相關(guān)儀器全部關(guān)閉，但旅行者號上的其他儀器繼續(xù)打開，收集日光層和太陽系內(nèi)星際空間的數(shù)據(jù)。

隨著探測器上的電力供應(yīng)衰退，地面控制團隊正有計劃地一個接一個地關(guān)閉了儀器，以確保探測器能夠繼續(xù)它們的傳奇旅程。2024年10 月，NASA 關(guān)閉了旅行者 2 號的等離子體科學(xué)儀器。旅行者 1 號的相同儀器已經(jīng)關(guān)閉多年。

最近就在上周，旅行者 1 號上的宇宙射線子系統(tǒng)關(guān)閉，包括用于研究和測量從太陽和銀河系釋放的宇宙射線，或空間中能量最高粒子的三臺一組的望遠(yuǎn)鏡。旅行者 2 號將于本月晚些時候關(guān)閉低能帶電粒子測量儀器，該儀器的子系統(tǒng)包括望遠(yuǎn)鏡和磁層粒子分析儀。所稱，該儀器借助步進(jìn)電機提供動力旋轉(zhuǎn)，能提供 360 度視圖。該步進(jìn)電機在地球上的副本已經(jīng)運行了 50萬次，地面操作團隊預(yù)計其能達(dá)到 850 萬步。

隨著不斷有儀器必須舍棄關(guān)閉，地面團隊將無法獲取星際空間的兩個不同位置的數(shù)據(jù)，也就不能進(jìn)行對比。而以往，科學(xué)家能夠比較旅行者號傳來的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)太陽系行星們平面之上和之下的相似和不同之處。

依目前的兩個飛行器狀態(tài)，它們至少還能穩(wěn)定飛行一年，然后團隊需要決定關(guān)閉額外的儀器。目前，團隊已經(jīng)計劃在 2026 年關(guān)閉旅行者 1 號的低能帶電粒子儀器和旅行者 2 號的宇宙射線子系統(tǒng)。但是探測器上攜帶的用于測量太空等離子體場的等離子體波子系統(tǒng)，測量磁場變化的磁力計將始終運行，以獲取深空中粒子的獨特信息，包換高能宇宙射線和星際等離子體、星際磁場和星際空間介質(zhì)中的無線電波，來自太陽的遠(yuǎn)距離影響。

不管怎樣，旅行者號提供的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了最初的任務(wù)設(shè)想，每天每一秒提供的額外數(shù)據(jù)都是對人類日光物理學(xué)的寶貴獎勵，也是50年來模范航天工程的典范。美國宇航局專家認(rèn)為，這些探測器在至少運行一臺科學(xué)儀器的狀態(tài)下還能運行到 2030 年代。