人類是宇宙中最孤獨的塵埃嗎？這些空間探索中的浪漫之旅會告訴你答案

時間來到1977年。176年才一遇的行星“幾何排列”現(xiàn)象讓人類對“漂流瓶”產(chǎn)生了新的想法[1]，也由此開始了極具浪漫意義的一次探測任務(wù)。NASA設(shè)計了兩個一模一樣的航天器——“旅行者1號”和“旅行者2號”，并為此準(zhǔn)備了一張鍍金銅質(zhì)磁盤唱片，內(nèi)藏金剛石留聲機(jī)針，這意味著即使是十億年之后，這張唱片的音質(zhì)會依然如初。唱片上錄有這樣一些信息：12分鐘的語音集成，包括親吻、嬰兒啼哭等；還包括各國的問候語，也包括時任聯(lián)合國秘書長庫爾特·瓦爾德海姆和時任美國總統(tǒng)卡特的問候；116張照片，內(nèi)容包括人類的科學(xué)、文明和我們自身，最有趣的是來自當(dāng)時尚沉浸在愛情甜蜜中的團(tuán)隊成員安·德魯彥的腦電波——可以說，這段腦電波記錄了愛情帶給普世人類的最原始的浪漫心動。唱片還記錄有長達(dá)90分鐘的音樂，包括日本大戲的片斷，秘魯?shù)幕槎Y歌，巴赫、貝多芬、莫扎特等著名音樂家的經(jīng)典曲目等。值得一提的是，其中有一首中國的古琴曲《流水》。這首空靈的中國樂曲，仿佛描繪一個孤獨的旅行者，在茫茫星海中航行，期待有智慧生物能發(fā)現(xiàn)它，解開它身上的秘密。如此正好對應(yīng)了“高山流水覓知音”的場景。

“旅行者1號”搭載火箭升空。圖片來源：NASA

“旅行者2號”探測器的旅程起源于1977年8月20日，16天后，“旅行者”1號也發(fā)射升空。1979年3月，近距離拜訪木星；1980年11月，近距離探訪土星……它們在飛行中取得了一個又一個奇跡般的成功。超越于最初項目的計劃之外，參加這個任務(wù)團(tuán)隊的工程師和科學(xué)家們都在盡最大努力希望讓它飛得更遠(yuǎn)。在1980年11月20日完成其土星飛越任務(wù)后，“旅行者1號”開始了一項拓展任務(wù)：探索日球?qū)禹數(shù)膮^(qū)域和邊界。

旅行者2號拍攝的木星大紅斑。

圖片來源：NASA/JPL

在另一條軌跡上，“旅行者2號”的任務(wù)是繼續(xù)拜訪天王星和海王星及其它們的一些衛(wèi)星。這是人類歷史上唯一的近距離觀測天王星和海王星的機(jī)會。

旅行者2號拍攝的海王星照片

圖片來源：NASA/JPL

1990年，科學(xué)家又給“旅行者1號”安排了一個非常浪漫的任務(wù)：給太陽系的幾大行星拍合影。這個任務(wù)總讓我想起唐詩中的“長安回望繡成堆，一片孤城萬仞山，羌笛何須怨楊柳，春風(fēng)不度玉門關(guān)”?；蛘?，如果把“旅行者”號比喻成一個旅人，在經(jīng)歷了十三年的漫長跋涉，面前出現(xiàn)一片完全從未探索過的宇宙空間，這時候她的心情應(yīng)該是“勸君更進(jìn)一杯酒，西出陽關(guān)無故人”吧！

1990年2月14日，距離地球約60億千米的“旅行者1號”對準(zhǔn)太陽方向，拍攝了60張圖，捕捉到了太空時代最具標(biāo)志性的照片之一。

從左到右依次是：木星、地球、金星、土星、天王星與海王星。

圖片來源：NASA/JPL

照片中的地球，只是一個陽光下很不起眼的的小星斑，懸浮在無垠的黑暗中，這就是那張后來被命名為“暗淡藍(lán)點”的著名照片，也成就了電影《流浪地球2》中的經(jīng)典場景之一。

暗淡藍(lán)點[2]。

圖片來源：NASA

三、即使終將要告別

要說“旅行者”號最偉大的成就，當(dāng)然數(shù)2012年飛出太陽風(fēng)，或者叫日球?qū)印Ｔ诟哌_(dá)幾十萬甚至百萬攝氏度的溫度下，太陽外層大氣比它幾千攝氏度的“表面”溫度要熱得多，像個油炸冰淇淋，又像水蒸氣從一鍋開水中冒出來一樣。太陽會不斷向外“吹”出帶電粒子,形成太陽風(fēng)，太陽風(fēng)延伸到的范圍就是日球?qū)?，如同一個巨大的氣泡包裹著太陽和八顆行星。日球?qū)右詢?nèi)的空間中，大部分物質(zhì)來源于太陽， 而在日球?qū)又獾男行请H空間則充滿著銀河系的背景物質(zhì)。太陽系并不是靜止不動的，它圍繞著銀河系中心運動，每秒鐘飛行超過220公里。沿著太陽運動的方向，“旅行者”1號和2號都先后穿過了激波和太陽風(fēng)的邊界，進(jìn)入了恒星際空間[3]。這是人類歷史上第一次正常工作的飛船抵達(dá)恒星際空間，也是首次對這個區(qū)域的物質(zhì)和場進(jìn)行就位探測。

旅行者1號和旅行者2號空間位置示意圖。

圖片來源：NASA/JPL-Caltech2012年8

月和2013年4月，“旅行者1號”記錄下2次太陽風(fēng)粒子與星際介質(zhì)粒子的劇烈相遇。在經(jīng)過反復(fù)模型推演后，NASA于2013年9月12日宣布，“旅行者1號”已經(jīng)穿越了日球?qū)禹敗?年之后，“旅行者2號”成為歷史上第二艘跨越了這一邊界層的探測器。科學(xué)家們驚訝地發(fā)現(xiàn)，恒星際空間的物質(zhì)密度居然比太陽風(fēng)里高。到目前為止，這還是一個未解之謎。

在我的心中，總是希望它們能一直工作下去，但隨著“旅行者”越來越“老”，科學(xué)家已陸續(xù)關(guān)閉一些儀器以節(jié)約電力。不過最近傳來消息，“旅行者1號”不能正常通信，而是開始發(fā)送一些沒有邏輯的亂碼，像一個垂危的老人，開始說“胡話”了，而“旅行者2號”最近的一次指令反饋，也是在3年前。在四十多年的太空漫游中，兩個探測器都曾遭遇過意想不到的通信故障，也實現(xiàn)了遠(yuǎn)超出原定目的地的征程，盡管技術(shù)團(tuán)隊努力開展修復(fù)，希望能再次創(chuàng)造奇跡，但可以預(yù)知的是，終有一天，他們會歸于靜默，真的成為一個太空漂流瓶，等待著外星生命去發(fā)現(xiàn)它。

這兩張鍍金唱片未來是否真會成為星際交流的橋梁？目前仍是未解之謎。即使我們渺小如“一粒懸浮在陽光中的微塵”，但浩瀚宇宙中，這份“地球名片”承載的是人類對宇宙未知的好奇心和永恒的期待。

注：

[1] 20世紀(jì)60年代，科學(xué)家觀測到：木星、土星、天王星和海王星將在20世紀(jì)70年代末80年代初與地球一起形成一條長弧線，航天器只需要少量燃料以作航道修正，其余時間可以借助各個行星的引力加速，以一艘航天器就能造訪這四顆氣體巨行星。這種行星幾何排列現(xiàn)象每176年才發(fā)生一次。

[2] 電影中實際選用的是NASA2022年發(fā)布的“重洗”版照片，調(diào)整了平衡亮度級別和顏色以增強(qiáng)包含地球的區(qū)域。

[3] 關(guān)于太陽系邊界有多種定義方式，因此“旅行者”號的行為可以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)孛枋鰹檫M(jìn)入星際空間，而不是飛出太陽系。

作者：劉勇 中國航天科普大使，中國空間科學(xué)學(xué)會科普工作委員會主任

審核：周煦之 北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院研究員

出品：科普中國

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