玩轉(zhuǎn)太空，看太空探測器的長途旅行

2003 年 2 月 26 日。并將在 200 萬年后抵達那里。 美國宇航局發(fā)言人宣布已經(jīng)無法再收到先驅(qū)者 10 號 太空探測器發(fā)回的信號。目前正飛往距地球 68 光年的金牛星座。

由于考察任務(wù)更多能量消耗更快。并將在 400 萬年后抵達那里。 先驅(qū)者 11 號 太空 探測器 于 1995 年 9 月 30 日終止信號傳送。目前它正向天鷹座前進。

美國宇航局日前宣布。 1977 年發(fā)射的旅行者 1 號 飛船已經(jīng)接近太陽系邊緣。 經(jīng)過長達 33 年的飛行。

如果有細心的讀者留意。就有報道說 旅行者 1 號 已經(jīng)飛出了太陽系。日前公布的消息其實代表了對太陽系定義的不同理解。而這一消息的發(fā)布，早在十幾年前的 1988 年 11 月。也讓公眾再一次把目光聚焦到人類發(fā)往太陽系外的四個飛行器上

對太陽系邊境有不同認識

早在十幾年前的 1988 年 11 月。可為什么直到今天，就有報道說 旅行者 1 號 已經(jīng)飛出了太陽系。又有 旅行者 1 號 即將飛出太陽系的新聞出現(xiàn)呢？

這涉及到如何定義太陽系的問題。國家天文臺研究員李競告訴筆者。很多人習(xí)慣于把冥王星軌道看作是太陽系邊境。 1988 年 11 月，冥王星仍被認為是太陽系第九大行星的時候。旅行者 1 號 飛越了冥王星軌道，被新聞報道稱作為飛出了太陽系，當然也是沒有問題的以這種定義方法，太陽系的半徑大約是 39.5 天文單位（一個天文單位代表日地之間的平均距離約 1.5 億公里）

然而。把冥王星軌道看成是太陽系邊境是不嚴謹?shù)挠泻芏噱缧菄@太陽運轉(zhuǎn)的軌道遠遠超出了冥王星軌道，有些科學(xué)家認為。怎么能說它運行軌跡不在太陽系之內(nèi)呢？于是有人提出，應(yīng)該把短周期彗星（回歸時間間隔短于 200 年）誕生地、冥王星所在柯伊伯帶 外邊緣作為太陽系邊境。以這種定義方法，太陽系的半徑大約將近 500 個天文單位。

而這一次美國航空航天局所說的旅行者 1 號 即將飛出太陽系。由于日冕的高溫膨脹，所采用的太陽系概念是使用天體物理學(xué)方法來定義的簡單地說。太陽不時地向行星際空間發(fā)射出等離子流，這被稱之為 太陽風(fēng) 太陽風(fēng)的物理作用力終止處，稱為 太陽風(fēng)層頂 因此，可以把太陽風(fēng)層頂視為太陽系的邊境。以這種定義方法，太陽系的半徑將為約 100 多個天文單位。

美國宇航局表示。說明 旅行者 1 號 飛船進一步靠近太陽系邊緣，最近獲取的讀數(shù)顯示太陽風(fēng)相對飛船的平均速度已經(jīng)降至零。正在迫近被稱之為 太陽風(fēng)層頂 邊境。

很多讀者知道。上世紀 70 年代發(fā)射的先驅(qū)者 10 號 先驅(qū)者 11 號 和 旅行者 1 號 旅行者 2 號 目前人類發(fā)往太陽系外的飛行器共有四個。

以目前人類火箭的推力。脫離太陽引力而飛出太陽系。那么，都缺乏以讓飛行器直接獲得每秒 16.7 公里的第三宇宙速度。四個探測器是如何能夠飛出太陽系的呢？

這是利用了行星提速 方法。火箭在發(fā)射時。就是要沿著地球自轉(zhuǎn)的方向來發(fā)射火箭，首先要利用地球提速。這樣火箭獲得的速度就是發(fā)射速度加上地球自轉(zhuǎn)的速度。由于地球自轉(zhuǎn)是逆時針的火箭發(fā)射也必需逆時針，換句話說，地球上的火箭發(fā)射都是向東發(fā)射的

比如說。應(yīng)該建在島的東邊還是西邊？明白了上面的道理我就該知道，現(xiàn)在海南島建衛(wèi)星發(fā)射基地。顯然應(yīng)該是建在靠近東海岸的地方。因為火箭向東發(fā)射，萬一發(fā)射失敗掉下來，也是掉在大海里，不會掉在島上了

李競說。很多科技新聞編輯、美工還不懂。比如向月球發(fā)射探測器，就是這樣一個道理。由于月球也是逆時針自轉(zhuǎn)的探測器接近月球時要降低速度才干被月球捕獲進入繞月軌道，因此要求 探測器 必需沿順時針方向接近月球，才干利用月球自轉(zhuǎn)降低速度。可就是這樣一種關(guān)系，央視直播 嫦娥 2 號 火箭發(fā)射的背景示意圖上卻被畫錯了而日本、印度近一段時期也都在向月球發(fā)射探測器，從網(wǎng)絡(luò)上看到所畫的飛行路線示意圖，都是正確的可見，科技新聞工作者的科學(xué)素養(yǎng)還有待提高。

再回到四個探測器為什么能飛出太陽系這個話題上來。 1972 年 3 月 22 日發(fā)射的先驅(qū)者 10 號 最主要的探測任務(wù)是考察木星。木星是一個大質(zhì)量天體，飛掠木星的時候是順著木星的自轉(zhuǎn)方向。引力會使飛船的飛行改變方向，并使其速度獲得巨大提升，這就讓 先驅(qū)者 10 號 獲得了第三宇宙速度，直接奔著脫離太陽系的目標而去。

于 1973 年 4 月發(fā)射的先驅(qū)者 11 號 不但要探測木星還要探測土星。飛行速度比 先驅(qū)者 10 號 更快，由于經(jīng)過木星和土星的兩次提速。但飛行方向則截然相反。

于 1977 年 10 月發(fā)射的旅行者 1 號 探測器 考察目標和 先驅(qū)者 11 號 一樣。所以它一經(jīng)過木星，都是木星和土星。但由于它攜帶的儀器更先進。就發(fā)現(xiàn)了一個新東西 木星光環(huán)，這是旅行者 1 號 最大成就。

先于 旅行者 1 號 一個半月發(fā)射的旅行者 2 號 其業(yè)績更值得一說。一次飛行先后掠過了木星、土星、天王星和海王星。因此人們把這次探測叫做 大旅行 分別對它進行了探測。

地球人送給 外星人 禮物

由于四個探測器都要飛出太陽系。科學(xué)家們就想到為什么不順便給可能存在外星文明帶去一點有關(guān)人類文明的信息呢？ 茫茫銀河系中去旅行。

于是人們先驅(qū)者 10 號 和 先驅(qū)者 11 號 上放進了一張地球人給外星人的名片 一張能保存 10 億年的鍍金鋁版。上面的輻射線代表 14 顆脈沖星。表示地球上第一號元素氫的分子結(jié)構(gòu)；右邊是先驅(qū)者號探測器和男女地球人的圖形。 反映地球在銀河系中的方位；下面是太陽和它九大行星；左上方兩個用橫線連接的圓圈。

兩個 旅行者 探測器攜帶的人類 名片 一張直徑 30.5 厘米的鍍金銅質(zhì)音像光碟。一面錄制有 116 張照片，密封在一個鋁盒里。這張鍍金光盤上。一面錄有聯(lián)合國秘書長和美國總統(tǒng)的致辭， 55 種語言的問候語， 27 首世界古今樂曲和 35 種自然界聲響。

反映了太陽系的方位、地球人的細胞組成、男女性別、家庭構(gòu)成和風(fēng)土人情等。其中包括一張中國萬里長城和一張中國人全家聚餐的相片。光碟上錄制的相片。

光碟上錄制的 55 種語言的問候語中。好，漢語局部包括普通話、廣東話、廈門話和江浙一帶的吳方言。先是一位小姐用廣東話向 外星人 問候：各位都好嗎？祝各位平安、健康、快樂！接著是一位廈門婦女的聲音：太空朋友。吃飯了嗎？有空請來這兒坐坐。吳方言的問候是祝你大家好！最后是一位男子用普通話說：各位都好吧！都很想念你有空請到這兒來玩！

光碟上的 35 種地球自然界聲響。滂沱大雨聲，包括火山迸發(fā)聲。海浪波濤聲，火車、飛機和 汽車 轟鳴聲，火箭發(fā)射聲，嬰兒第一次啼哭聲，鳥啼蟲鳴聲等。 27 首世界名曲中則包括中國的京劇唱段和古琴演奏的高山流水》樂曲等。

四個飛往太陽系外的探測器今何在

旅行者號 飛船在發(fā)射 33 年后。仍然能夠向地球傳回數(shù)據(jù)信號并被人類接收，如此遙遠的距離上。這是一件令人驚嘆的事情。目前，旅行者 1 號 時速為 6.1 萬公里，現(xiàn)距太陽約 115 天文單位；旅行者 2 號 速度稍慢，時速為 5.6 萬公里，現(xiàn)距太陽約 94 天文單位。