先驱者的旅程

先驱者的旅程

 

作者|吴霞辉

审核|郑成卓

编辑|贺柏翔

 

下面的图想必大家都不陌生:

 

先驱者的旅程

先驱者号携带的铝板(图片来源于网络)

 

这便是先驱者10号和先驱者11号探测器上都携带的载有人类讯息的镀金铝板。倘若探测器被外星的高智慧生物捕获,这块镀金铝板将会向他们解释这艘探测器的来源。铝板上绘有一名男性及女性的图像,氢原子的自旋跃迁,以及太阳与地球在银河系里的位置。如今这两块铝板随着先驱者一起,已在漫漫的空间中旅行了将近50年。下面就来和小星一起回顾下它们所走过的旅程。

 

先驱者10号(Pioneer 10)

 

1972年3月3日,先驱者10号探测器发射升空。这是人类第一艘离开内太阳系并冲出小行星带的探测器、第一艘造访木星的探测器,它也是第一艘达到太阳系逃逸速度,注定将要永远离开太阳系,进入浩瀚宇宙空间的探测器。

 

先驱者的旅程

先驱者10号(图片来源于网络)

 

先驱者10号的主要目标是探测木星,正如它的名字一样,先驱者10号是人类木星探测的开创者,目的是为后面的探测器开辟道路,例如探测器穿越小行星带被撞击的风险,探测器能否穿越木星强烈辐射带等一系列问题。先驱者10号圆满完成了这些工作,为后面旅行者1号和2号成功实现连续探测四颗外太阳系行星的“史诗之旅”奠定了基础。而今美国朱诺号探测器正在围绕木星进行探测,继续着先驱者10号的任务。

 

发射后,先驱者10号首次探测到行星际空间里存在的氦原子,以及太阳风中存在的钠离子和铝离子。1972年7月15日,先驱者10号开始进入小行星带,这一天也标志着人类飞船首次离开了内太阳系范围。此后飞行了长达7个月才穿越了小行星带,首次证实了探测器可以安全穿越小行星带。

 

1973年12月4日,先驱者10号抵达距离木星最近的位置,距离木星云层顶部大约13.2万公里。飞越木星期间,尽管先驱者10号遭受着强烈辐射,但它依旧保持良好的工作状态,并完成了对木星的大红斑、大气温度与气压、磁场与辐射带的近距离探测。

 

先驱者的旅程

先驱者10号所摄的木星(图片来源于NASA)

 

先驱者的旅程

先驱者10号所摄特殊角度的新月状木星(图片来源于网络)

 

1974年1月1日,先驱者10号结束了对木星的探测并继续向外飞行。接连穿越土星轨道(1976年)和天王星轨道(1979年),并于1983年6月13日穿越海王星轨道,成为人类历史上第一个穿越所有行星轨道的人造天体。

 

1997年3月31日,NASA正式宣布先驱者10号任务结束,此时先驱者10号是最遥远的人造物体,距离太阳大约67天文单位,并且仍在向地球发送信号。直到2002年4月27日,先驱者10号一直在传回信息。在此之后,先驱者10号的信号开始变得模糊不清,2003年1月23日,地球接收到它传回的最后一个信号,此时先驱者10号距离地球80天文单位。后续又尝试进行了多次联络,直至2006年3月4日,但结果均以失败告终

 

在失去联络之后,先驱者10号仍以每年约2.5天文单位的速度朝向金牛座的毕宿五(也就是朝着银河系外围)前进。倘若毕宿五没有相对速度且探测器不遭遇意外情况(谁知道它会不会被外星生物截获呢)的话,先驱者10号会在大约2百万年之后到达毕宿五。

 

先驱者11号(Pioneer 11)

 

 1973年4月6日,先驱者11号发射升空,开始了它的旅途。先驱者11号是第二个用来研究木星和外太阳系的空间探测器,与先驱者10号不同的是,先驱者11号不仅拜访了木星,还利用木星的强大引力改变轨道飞向土星,随后顺着它的逃离轨道远离太阳系。

 

先驱者的旅程

艺术家笔下的先驱者11号(图片来源于NASA)

 

在木星附近时先驱者11号探测了木星及其卫星的表面,1974年12月4日先驱者11号最接近木星,这时探测器已经穿越了许多木星卫星的轨道,在距离木星最高云层34000公里内借着木星的强大引力,划过了一个大大的“U”字形,改变轨道向土星航行。

 

先驱者的旅程

先驱者11号拍摄的木星(图片来源于NASA)

 

先驱者的旅程

先驱者11号拍摄的木星大红斑(图片来源于网络)

 

1979年9月1日,先驱者11号探测器最接近土星,距离土星云层不到21000公里。同它的姊妹探测器先驱者10号一样,先驱者11号也为后来的旅行者们探测未知轨道(当时旅行者1号及旅行者2号已经掠过木星朝向土星进发),验证了土星光环中没有暗淡的光环会摧毁探测器,否则旅行者号会更改轨道远离那些如暗礁一般的光环,继而放弃探索天王星及海王星

 

先驱者的旅程

先驱者11号所摄土星(图片来源于NASA)

 

先驱者的旅程

先驱者11号拍摄的土星(图片来源于NASA)

 

探测器在发射后就使用备用的发射天线。探测器在1985年2月因电池提供的电力开始下降,而需要与其他仪器共用电力。最终,基于放射性同位素热电器所提供的能源不足以再进行任何实验,探测器的数据于1995年9月30日终止传送。

 

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先驱者号相对太阳的速度和距离(图片来源于wikipedia)

 

参考资料:

(1)先驱者11号,百度百科,https://baike.baidu.com/item/%E5%85%88%E9%A9%B1%E8%80%8511%E5%8F%B7/8807430

(2)先驱者10号,百度百科,http://baike.sm.cn/item/14a553a57b9bc31cf9161ee23de69c67.html?from=smsc&uc_param_str=dnntnwvepffrgibijbpr

(3) Pioneer 10

,wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Pioneer_10

(4) Pioneer 11

,wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Pioneer_11

 

先驱者的旅程

 

有关先驱者号探测器的更多疑问,欢迎大家在评论区留言,小星会一一为你解答哦~

 

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原文始发于微信公众号(星明天文台):先驱者的旅程

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