太空快递员的一生
来源:星球研究所
ID:gonglulvxing
随着天舟1号的成功发射

中国运输能力最强的“太空快递员”诞生了
而在整整40年前
还有另外两位太空快递员启程出发
时至今日依然没有停下脚步
他们所肩负的使命
是人类文明史上最遥远的一次递送
一次也许永远无人签收的递送
四十年生死两茫茫
他们经历了什么?
又将迎来怎样的未来?
他们出生于人类航天史上的黄金时代
1957年第一颗人造卫星上天
1961年第一个人类进入太空
1969年第一艘载人飞船成功登月
一个个伟大成就接踵而来
现在人类需要一个更加激动人心的目标
向宇宙深处进发
(迄今为止可见光拍摄到的宇宙最深处画面,部分区域年龄超过132亿年,由哈勃望远镜用9年时间拍摄,NASA于2014年发布,名为:Hubble Ultra Deep Field 2014)▼
与此同时
美国航天工程师Gary Flandro发现
木星、土星、天王星、海王星等四颗外行星
将在70年代末出现在太阳的同一侧并呈几何排列
这意味着
人类只需一次航行即可同时造访它们
它们巨大的引力还可以让航天器获得加速度
原本30年的路程如今12年就可走完
所需要的燃料也将大大减少
而下一次出现这种排列将是在176年后
试问有哪个科学家会拒绝这样的机会
(请将手机横屏观看,太阳系诸星实际大小比例及位置关系图,图片源自NASA/theplanetstoday.com,星球研究所标注)▼
作为航天霸主的美国人当然更无法拒绝
他们调集了11000名科学家、工程师
相当于建造地球七大奇迹之一胡夫金字塔的1/3人力
终于在1977年8月20日-9月5日

将两个最新式的航天器分别送入太空
两位太空快递员正式出发了
(1977年8月20日的发射现场,图片源自NASA)▼
他们是一对重达825公斤的孪生兄弟
分别名为Voyager 1、Voyager 2
Voyager意为航海家
在中文语境中我们更习惯称其为
旅行者1号、旅行者2号
虽然那个年代的技术与今天不可同日而语
但旅行者号也绝不可小觑
以它携带的相机为例
其分辨率可以从1公里外看清报纸的标题
(旅行者所携带的设备,图片源自NASA/JPL,JPL为喷气推力实验室的缩写,星球研究所标注)▼
那么他们要递送的又是什么东西呢?
考虑到宇宙深处可能存在的外星人
人类决定让旅行者为外星人带去一份特别的礼物
内含十分丰富而友好的信息

包括地球的位置、自然界的各种声音
人类的身体结构、生活场景的照片
以及用55种语言录制的问候
然而如何保存这些信息却是个问题
20世纪70年代流行的信息记录方式是磁带
但磁带显然经不起宇宙中的一路风尘
如同保存至今的古代竹简多已残破不可辨认
但原始人类刻在石头上的字却十分清晰
最终科学家们也决定“把字刻在石头上”
他们选用了一块直径30厘米的镀金铝板
然后在板上蚀刻所要传递的信息
据信这样可以保存数百万年之久
金唱片(Golen Record)就这样诞生了
它也正是这场太空快递的主要物品
更贴心的是
金唱片封套上还附赠了一块高纯度的铀238
捕获它的外星生命可以用半衰期测定唱片的年龄
(图片源自NASA/JPL)▼
两颗航天器被设计为不同的路线
旅行者1号按照木星-土星路线航行
之后离开黄道面(即太阳系众行星的轨道水平面)
旅行者2号则按照黄道面内的常规路线
沿着木星-土星-天王星-海王星航行
(点击放大查看,旅行者轨迹图,图片源自《NATURE》杂志,作者NIK SPENCER;星球研究所标注)▼
1.5个地球年后
(以后的标题皆以旅行者号出发的1977年为基准计算)
即1979年3月
旅行者1号接近木星
4个月后旅行者2号也到达木星的最近点
之前人类只有几张木星及其卫星的模糊照片
而旅行者号则为木星拍摄了3.3万张清晰照片
(更早为旅行者号探路的先驱者10号及11号也曾拍摄木星,但质量不高;下图为旅行者1号拍摄的木星,图片源自NASA/JPL)▼
木星是太阳系里最大的行星
体积是地球的1300倍
表面的云层极为绚烂多彩
例如著名的大红斑(Great Red Spot)
它已经成为木星的标志之一
(旅行者1号拍摄的大红斑,后期补色,图片源自NASA/JPL)▼
地球上的天文学家曾透过望远镜观察木星数个世纪
但旅行者的发现仍让科学家们感到惊讶
美丽的大红斑居然是木星风云诡谲的大气层
为了更好地展现木星的大气层
旅行者1号创造性地每10小时拍摄一张照片
持续了60个木星日
然后将照片顺序循环播放
形成了人类历史上为木星拍摄的第一段延时摄影
(木星逐渐变大,代表旅行者1号逐步接近木星,下方为大红斑,图片源自NASA/JPL)▼
旅行者还拍摄了木星的诸多卫星
木卫一在木星的背景之中好似一颗金丹
(旅行者2号拍摄,图片源自NASA/JPL)▼
只露出1/3张脸的木卫二
画面极具张力、极具个性
(旅行者2号拍摄,图片源自NASA/JPL)▼
3.2个地球年后
即1980年11月
旅行者1号掠过土星
并首次传回土星、环带与卫星的高解析照片
它就像一个巨大的草帽飘浮在黑漆漆的宇宙中
(旅行者1号拍摄,图片源自NASA/JPL)▼
在旅行者1号到达土星快一年后
旅行者2号才姗姗来迟
但较慢的航行速度
反而为我们展现了土星更多、更清晰的细节
土星是太阳系行星中行星环中最突出的一个
不计其数的小颗粒绕着土星运转
包括水冰、尘埃和其它化学物质
(旅行者2号拍摄,左下方三个小点为土星的卫星,其中一颗还在土星表面印出了一个黑点,图片源自NASA/JPL)▼
更清晰的照片显示
土星环呈现“轮辐”式的辐射线状特征
一圈圈地缠绕在土星周围
看上去就像许许多多的跑道

(旅行者2号拍摄,图片源自NASA/JPL)▼
之后的旅程中
旅行者1号飞离了黄道面
探索天王星、海王星的任务交给了旅行者2号
8.4个地球年后
即1986年1月24日
旅行者2号抵近天王星
这是人类历史上第一次探访天王星
也是迄今为止唯一的一次
在旅行者2号的镜头中
天王星是一个温润如玉的淡蓝色星球
(旅行者2号拍摄,图片源自NASA/JPL)▼
它是太阳系内大气层最冷的行星
最低温度只有49K(−224℃)
其大气的主要成分是氢和氦

还有很高比例的由水、氨、甲烷等结成的“冰”
因此被天文学家划分为“冰巨行星”
(旅行者2号拍摄,天王星的淡蓝色月牙,图片源自NASA/JPL)▼
天王星的卫星天卫五
则被认为是太阳系中最奇怪的星体之一
其表面分布着深达20公里的峡谷、断层
显得狰狞恐怖
有科学家认为天卫五是由碎裂的物质重新组合
并且组合还没有彻底完成
所以才显示出这种景象
(旅行者2号拍摄,图片源自NASA/JPL)▼
12个地球年后
即1989年8月25日
旅行者2号到达海王星最近点
因为大气层中大量甲烷及其它未知物质的存在
海王星的蓝比天王星更加沁人心脾
(旅行者2号拍摄,图片源自NASA/JPL)▼
这是旅行者2号最后一颗能够造访的行星
它决定不再理会飞行轨迹
而将航道调校至靠近海卫一
一个比天王星更加冰冷的天体
下面这张照片中
它就像一个“冰碗”牢牢冻结在黑暗之中

(旅行者2号拍摄,图片源自NASA/JPL)▼
12.4个地球年后
即1990年2月14日情人节
旅行者1号已经越过了冥王星轨道
距离地球约40亿公里
下一步将进入太阳系的边缘
此时它调转身姿、回望地球
用了6个月时间
为太阳系拍摄了一张并不完美的全家福
这也是太阳系唯一的一张全家福
因为距离太过遥远
有些行星的大小还不足一个像素
(旅行者1号拍摄,灰色区域为代表行星分布的实际位置;海王星N、天王星U、土星S、金星V、地球E及木星J;因为太阳光的影响,水星、火星未能拍摄到,图片源自NASA/JPL,星球研究所标注)▼
而全家福中的地球则被单独放大
成为航天史上的三大摄影作品之一
暗淡蓝点(Pale Blue Dot)
是的,我们人类所生存的地球

在宇宙面前只有这么一丁丁点
(旅行者1号拍摄,蓝圈中的小点为地球,图片源自NASA/JPL)▼
拍摄完太阳系全家福之后
旅行者1号关闭了大部分设备
现在要为冲出太阳系保存体力了
35个地球年后
即2012年8月25日
旅行者1号脱离了太阳风的范围
当时距离太阳大约19个光时
即光走19个小时的路程
标志着人类迈入星际空间的历史性一步
(该消息由NASA于2013年9月12日发布,因为对太阳系的范围定义不同,严格来说该结论尚有争议;下图为旅行者的位置与未来路径预测,请将手机横屏观看,图片源自NASA/JPL,星球研究所标注)▼
进入星际空间之后的旅程
将更加充满不确定性
如果没有任何变量影响
包括星际尘埃的撞击等等
48个地球年后
即公元2025年左右
旅行者1号、2号将耗尽所有电力
我们将不再收到他们的任何信息
但这并不会影响他们向宇宙深处递送人类文明的使命
38295个地球年后
即公元40272年左右
旅行者1号将会接近小熊星座AC+79 3888
(由位于加州的Oschin Schmidt望远镜拍摄)▼
40000个地球年后
即公元41977年左右
旅行者2号将会接近仙女座红矮星ROSE248
(上述数据源于天体物理学博士孙正凡的推算;下图为ROSE248艺术想像图)▼
数万年的旅程
跨度大约1.7光年

而目前人类已知宇宙直径高达910亿光年
1.7光年只是人类迈出家门的小小一步
(威尔金森微波各向异性探测器用9年时间所拍摄的宇宙背景辐射全天影像,图片源自NASA)▼
但对于人类而言
旅行者1号、旅行者2号已经和人类永别
我们这代人将没有机会
等到在黑暗中漂流的他们被外星人拾获的那一刻
我们这代人也没有机会
知晓拾获他们的外星人是善意而是恶意
我们这代人甚至没有机会
知晓那时人类是否还存在
所以
永别了,人类
永别了,旅行者
谢谢你们为人类保存的文明
(时任美国总统卡特在金唱片中的留言)▼
“这是一份来自一个遥远的小小世界的礼物。上面记载着我们的声音、我们的科学、我们的影像、我们的音乐、我们的思想和感情。我们正努力活过我们的时代,进入你们的时代”
附:
2017年4月22日
正值地球日来临之际
旅行者1号、2号距离我们地球的实时距离如下
(数据源自NASA/JPL,星球研究所截取)▼
(推荐人/泽祥)
星球研究所
一群国家地理控,专注于探索极致的自然风光
继续阅读
阅读原文