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36年!人類終于“飛出”太陽系 白嶄 “這是一次壯舉,與麥哲倫第一次環(huán)球航行、1962年‘水手2號’第一次飛掠過金星(人類第一次成功接近其他行星),以及阿姆斯特朗第一次踏上月球等一樣的壯舉?!甭眯姓唔?xiàng)目首席科學(xué)家、加州理工學(xué)院物理學(xué)教授埃德·斯通說,“神秘的太陽系最后的疆界正逐漸進(jìn)入視野,感謝‘旅行者1號’,人類最遙遠(yuǎn)的探索者。” 北京時(shí)間 我們無從知曉,在宇宙深處是否有——或有多少智慧種族,和我們一樣,急于驗(yàn)證自己并不孤單,但我們離他們,更近了一步。 孤獨(dú)的歌者 1977年,《地球之聲》(The Sounds Of Earth)誕生,這是一張影響卻頗為深遠(yuǎn)的唱片,由美國天文學(xué)家卡爾·薩根匯編而成。12英寸規(guī)格的唱片用銅制成,并鍍金以延長其使用壽命。作為歷史上涉獵范圍最廣的唱片,五千多年的人類文明都囊括在內(nèi):從大自然的風(fēng)雨聲、鳥鳴鯨歌,到澳大利亞土著民歌、阿塞拜疆風(fēng)笛、中國古箏曲《高山流水》,再到巴赫、貝多芬,還有55種語言講的問候語,“來自行星地球的孩子(向你們)問好”。 遺憾的是,唱片只發(fā)了兩張。 為方便將來其他生物偶然發(fā)現(xiàn)這張唱片時(shí),能夠聽到里面的音樂和其他錄音文件,專輯中還放了一個(gè)唱針。 專輯被放到了“旅行者1號”和“旅行者2號”探測器的表面上,其正上方裝有 旅行者號系列探測器項(xiàng)目由美國宇航局(NASA)的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)負(fù)責(zé)。制造一個(gè)可以在太空存活多年的探測器,對上世紀(jì)70年代的JPL來說,是個(gè)巨大的挑戰(zhàn),當(dāng)時(shí)他們建造的最先進(jìn)的探測器,也僅能在太陽系內(nèi)運(yùn)行幾個(gè)月而已。 “那時(shí),這想法讓人熱血沸騰。”旅行者號系統(tǒng)工程師約翰·卡桑尼說,“制造出遇到故障還能運(yùn)作,并且持久運(yùn)轉(zhuǎn)的探測器。我們認(rèn)為除了我們,別人誰都不行!” 5年的時(shí)間,JPL成功了。他們制造出的旅行者號系列探測器,即使沒有電源供給,在星際空間空曠良好的飛行環(huán)境中,它們的旅程也很可能持續(xù)數(shù)百萬年。從探測器的外觀,外星生物可以推測出人類的群體規(guī)模和智慧程度。從探測器工程的復(fù)雜程度,它們可以看出我們的技術(shù)和數(shù)學(xué)能力——至少是20世紀(jì)70年代探測器發(fā)射時(shí)的水平。 不過,在1977年初,當(dāng)JPL進(jìn)行旅行者號探測器的收尾工作時(shí),卡桑尼感覺,旅行者號探測器的設(shè)計(jì)本身,還是無法告訴外星人,人類真正是什么樣的生物——稍早完成的先驅(qū)者系列,其上相對“簡陋”的銘文鋁板同樣無法完成這一任務(wù)。 于是,卡桑尼跟薩根建議,像先驅(qū)者系列一樣,給兩艘探測器加上一些裝置,以展示我們究竟是怎樣的生物。 薩根推測說,音樂也許是與外太空生物溝通的最好方式,能增加他們對我們的了解?!捌渌锬軌蚶斫庖魳返暮x嗎?”薩根對此很好奇?!皩λ麄儊碚f,音樂中激蕩的情緒也許是一個(gè)謎。但是,如果我們要向他們傳遞有關(guān)人類的訊息的話,那么,音樂就將是必不可少的一部分?!背瑢ζ渌拿鱾鬟f了什么并不那么重要,重要的是,他們述說了我們自己的文明。 “這是來自渺小的、遙遠(yuǎn)的世界的禮物,它濃縮了我們的聲音、我們的科學(xué)、我們的影像、我們的音樂、我們的思想和感情。我們正努力延續(xù)自己的歲月,希望有朝一日能與你們同在?!泵鎸棋呛?,時(shí)任美國總統(tǒng)卡特在金唱片里的問候,謙和恭順。 勤勉的攝影家 旅行者號的最初目標(biāo)是巡視木星和土星,然后傳回木星大紅斑和土星環(huán)的照片。然而它們除了完成這些任務(wù),還傳回更多意想不到的發(fā)現(xiàn):木星的衛(wèi)星木衛(wèi)一上存在噴發(fā)的火山;木衛(wèi)二冰封的地表下存在海洋的線索;土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六上存在甲烷雨的跡象。 “一次又一次,旅行者號不斷呈現(xiàn)令人意想不到的結(jié)果,這意味著我們還有很多東西需要了解?!彼雇ㄕf。 于是,勤勉的“旅行者”被賦予了更多的任務(wù)。 “旅行者2號”向“南”朝著天空中最亮的星——天狼星的方向行駛,“旅行者1號”則借土星引力為彈弓,向“北”而去,4萬年后,它將經(jīng)過蛇夫座。 在漫長的旅程中,旅行者號們傳回近10萬張照片——其中一些是令世界驚艷的圖片,我們做夢都想不到的絕妙景象。這些圖片挑戰(zhàn)我們對氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)的現(xiàn)有觀點(diǎn),以至于我們得將太陽系和行星科學(xué)作為一門學(xué)科來重新理解。 1990年的情人節(jié),“旅行者1號”收到指令,調(diào)轉(zhuǎn)鏡頭,在太陽系上空60億公里處,以一種獨(dú)特的視角拍攝了一張行星“全家?!?。 在當(dāng)時(shí),這是地球照片中拍攝距離最遠(yuǎn)的一張,畫面中地球如滄海一粟——是茫茫如海的黑色太空中,“一個(gè)暗藍(lán)色小點(diǎn)”。最初,當(dāng)這張照片印出來時(shí),旅行者號科學(xué)家們誤把地球當(dāng)成了光照片上一粒灰塵,險(xiǎn)些將其擦除。 拍完這張照片,“旅行者1號”經(jīng)由冥王星軌道,到2012年正式進(jìn)入“弓形激波”區(qū)域——該區(qū)標(biāo)志著太陽風(fēng)和銀河風(fēng)邊界地帶,即太陽引力的邊緣區(qū)。不久之后,“旅行者2號”也到達(dá)這一地帶。 姊妹倆開始了“首個(gè)飛出太陽系的人造探測器”的最后爭奪。 幸運(yùn)的冠軍 某種意義上講,這場爭奪中,“旅行者1號”有種近乎開外掛的幸運(yùn)。 1972年發(fā)射的“先驅(qū)者10號”和1973年發(fā)射的“先驅(qū)者11號”,因?yàn)樵O(shè)計(jì)缺陷,在漫長的旅途中速度不斷衰減,并且逐漸偏離原定航線,最終能源耗盡與地球失去聯(lián)系。 而“旅行者2號”的失利,則是路線設(shè)定的原因,它飛越太陽系的旅程更長——“旅行者2號”發(fā)回的數(shù)據(jù)表明,太陽系不是球形,而是一個(gè)不對稱的、凹陷的結(jié)構(gòu),或許有點(diǎn)像雞蛋。 確定“旅行者1號”的優(yōu)勝,也曾經(jīng)歷過一番激烈的爭論,科學(xué)家們一直在嘗試各種不同的檢測方法。 直到 格尼特的研究小組分析了“旅行者1號”向地球發(fā)回的數(shù)據(jù),從電子等離子體振蕩的測量結(jié)果中發(fā)現(xiàn)了重大突破?!拔覀冊跀?shù)據(jù)中看到這些振蕩的時(shí)候,真的是從座位上蹦了起來——它向我們證明,飛船已經(jīng)駛?cè)胍黄碌膮^(qū)域,時(shí)間大概是2012年8月?!?span lang="EN-US"> 與“旅行者1號”聯(lián)絡(luò)不暢,也是難以確定它精確位置的原因之一,即便是現(xiàn)在,就算以光速傳送信息,“旅行者1號”與地球聯(lián)絡(luò)也要花很長時(shí)間?!艾F(xiàn)在的單程傳送時(shí)間約為17小時(shí)?!爆F(xiàn)旅行者號負(fù)責(zé)人蘇珊·多德說道,“我們周六上午發(fā)出指令,到周日下午收到反饋?!倍嗟伦?span lang="EN-US">20世紀(jì)80年代中期就開始從事旅行者探測器的相關(guān)工作,她把跟探測器的通信工作比作照料老年人?!坝袝r(shí)候,它們也需要稍稍調(diào)整一下,才能聽清你所說的話!” 除非出現(xiàn)嚴(yán)重的工程故障,旅行者號們還會繼續(xù)向地球傳送星際空間的探測信息工作,直至2025年左右。當(dāng)能量低于所需值時(shí),地球?qū)u漸失去與它們的聯(lián)系。
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