人类或被困在太阳系?旅行者2号飞了40多年,遭遇49427℃“火墙”
2023-08-19 14:03:45 璀璨科学

当前与我们地球距离最远的星际探测器就是旅行者1号和旅行者2号了。旅行者2号探测器在1977年8月20日发射升空,而旅行者1号探测器晚了大概半个月,在1977年9月5日发射升空。虽然它们已经是40多年的“高龄”,但是它们目前仍有部分设备正常运行,还时不时传回一些信号。

这些探测器运行了40多年仍能传回信号的原因之一,就是得益于它们搭载了3枚核电池,从而获得了充足的能量。不过,核电池的能量终究是有限的,总会有耗竭的那天,科学家预测,预计到2025年,旅行者1号和旅行者2号探测器的核电池就会耗尽,到时候就再也收不到它们的信息了。即使如此,这两个探测器就算到2025年以后没有能量了,也会继续保持惯性朝着宇宙深处飞去,再也不会返回。

遭遇49427℃“火墙”

虽然旅行者2号探测器发射时间比旅行者1号早了差不多半个月,但是由于旅行者1号探测器任务相对简单,在完成对木星、土星的飞越探索后,就朝着太阳系外飞去,而旅行者2号任务就相对多一些,除了对木星、土星进行飞越探索外,还中途改道去探索更遥远的天王星、海王星,所以旅行者2号与我们地球的距离比不上旅行者1号。当前旅行者1号探测器与我们地球的距离已经超过230亿公里了,而旅行者与地球的距离接近200亿公里,其中旅行者1号探测器是迄今为止与地球最远的星际飞船。


【资料图】

虽然这两个探测器的飞行方向不同,与地球的距离也有差异,但是它们的到来,还是让我们看到了太阳系外侧前所未有的景象。例如旅行者1号探测器曾经在距离地球大约64亿公里的宇宙深处拍下了太阳系的“全家福”,其中“暗淡蓝点”这一张照片让我们看到了地球在宇宙中真实的样子,只是浩瀚宇宙中一颗不起眼的星球。而旅行者2号探测器在2018年进入星际空间时,突然发现太阳风的速度急剧下降,还发现在太阳系的边缘存在一个“火墙”,温度高达49427℃。这是怎么回事?难道这个“火墙”是要把我们人类困在太阳系内吗?

科学家在对旅行者探测器在距离地球大约180亿公里的宇宙深处传回的太阳系日球层数据时,发现在日球层存在一些温度达到53000至89000华氏度(29427至49427℃)的超热等离子体屏障。从温度来看,这个“火墙”的确是很高温,要知道,太阳系的不明温度也只有6000℃左右,而太阳系边缘的“火墙”温度接近5万℃。虽然如此,但是旅行者2号探测器并没有因此而融化,因为在日球层,这些超热等离子体的密度基地,碰撞到旅行者2号探测器的超热等离子体极少,不会导致探测器升温而损坏。所以,这个“火墙”并不会阻挡我们人类,不会将我们困在太阳系内。

中国版“旅行者”即将横空出世

虽然我们中国的航天事业起步时间比较晚,但是我们的起点很高,现在我们已经掌握探测器登陆月球、巡视月球、探测器登陆火星、巡视火星等先进技术,在接下来我们还将继续探索更加遥远的宇宙深处。中国探月工程总设计师吴伟仁在接受采访时就曾经提到了我国正在组织专家深化论证太阳系边际探测方案。

吴伟仁院士表示,无论是从技术难度、规模大小,还是科学贡献来看,深空探测都处于前沿领域,中国一直大力支持深空探测。按照计划,我们计划在2049年实现100个天文单位的深空探索,1个天文单位就是地球与太阳的距离,大约为1.5亿公里,也就是说我们的探测器计划在2049年飞到距离地球大约150亿公里的宇宙深空。

按照计划,我们的探测器将会抵达150亿公里外的太阳系边际开展空间科学探测和有关科学试验。虽然看起来还很遥远,但是我们科学家完全有信心、有能力实现这一个目标。而从时间来看,我们的探测器估计很快就要发射升空了。

因为从地球出发后需要飞行很长时间才能抵达150亿公里外的宇宙深处。以美国的旅行者号探测器为例,在1977年发射升空时,这两个探测器刚刚好遇到了176年一遇的行星几何排列,可以借助行星的引力进行加速,仅用了12年就完成了木星、土星、天王星、海王星这4颗气态行星的探索,如果没有这样的机会,那旅行者号探测器需要飞行差不多30年时间才能完成。在完成这些探测任务后,旅行者号探测器才朝着太阳系外飞去。

八大行星中,海王星是与太阳距离最远的一颗,平均距离大约为45亿公里,也就是大约相当于30个天文单位。旅行者2号探测器在借助行星引力加速的情况下需要飞行12年才来到海王星附近。在2011年旅行者2号探测器才飞到距离地球大约140亿公里的宇宙深处,而旅行者1号探测器在2011年就来到了距离地球大约180亿公里的地方。

也就是说,旅行者1号探测器在只探索2颗气态行星的情况下,花了20多年就飞到距离地球150亿公里的宇宙深处,而旅行者2号探测器在探索四颗气态行星的情况下,需要飞行30多年才能抵达150亿公里的宇宙深处。当然,在绕道探索四颗气态行星的时候,旅行者2号探测器花费了很多时间。

从理论上来说,我们的星际探测器飞行速度不会比旅行者号探测器快很多,这意味着我们的星际探测器也需要飞行20多年时间才能飞到150亿公里外。所以,如果我们的星际探测器想要在2049年飞到150亿公里外,预计在未来两三年时间内,我们的探测器就会发射升空了。而星际探测器想要运行几十年,就需要解决能量的问题,所以我们的星际探测器大概率也会用上核能源作为动力,所以非常值得期待。

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