在NASA的噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室，你也許會(huì)看到一些讓人匪夷所思的場(chǎng)景：一些擁有美國(guó)頂尖高校學(xué)位、掌握著最前沿航天技術(shù)的科學(xué)家和工程師們，正在絞盡腦汁的維護(hù)著一臺(tái)上世紀(jì)70年代出廠的老爺機(jī)器。在這個(gè)4G和WIFI已經(jīng)普及的時(shí)代，他們依然在頑強(qiáng)地使用只有4G通信十萬(wàn)分之一的帶寬，與這臺(tái)機(jī)齡已達(dá)41年的老爺機(jī)保持著聯(lián)絡(luò)，并試圖從老爺機(jī)傳回的數(shù)據(jù)中找出一些能發(fā)表在Nature和Science上的發(fā)現(xiàn)。而這臺(tái)老爺機(jī)之所以讓科技人員們?nèi)绱藘A情，只因它已經(jīng)飛行到了距離地球178億公里的地方，突破了太陽(yáng)風(fēng)所能影響的范圍，進(jìn)入到了星際空間之中。在那里，它看到了人類之前從未看到的景象。

它的名字名叫旅行者2號(hào)，它的故事開始于1977年8月20日，并永遠(yuǎn)不會(huì)結(jié)束。

（旅行者2號(hào)探測(cè)器）

我們?nèi)庋鬯芨惺艿降奶?yáng)的光芒大都來(lái)自于太陽(yáng)的光球?qū)?，天文學(xué)家們一般將這里視為太陽(yáng)的表面。而在太陽(yáng)表面之上，磁場(chǎng)所貯存的能量被源源不斷的轉(zhuǎn)化到由帶電的離子和電子組成的等離子體中，將等離子體從數(shù)千度加熱到數(shù)百萬(wàn)度的高溫。在高溫的作用下，等離子體向外膨脹，裹挾著太陽(yáng)磁場(chǎng)向遙遠(yuǎn)的太空中奔去。除了與地球等行星相遇時(shí)，會(huì)與行星發(fā)生相互作用外，在大部分空間中，這些等離子體都會(huì)無(wú)拘無(wú)束的以近乎不變的速度繼續(xù)他們的旅行。由于這種現(xiàn)象與我們?nèi)粘Ｉ钪袝r(shí)常能感受到的風(fēng)有些類似，因此空間物理學(xué)家們給這些等離子體取了一個(gè)形象的名字，叫“太陽(yáng)風(fēng)”。

（太陽(yáng)風(fēng)吹拂日球?qū)拥氖疽鈭D）

隨著與太陽(yáng)距離的增加，雖然太陽(yáng)風(fēng)的速度不會(huì)發(fā)生太大的變化，但太陽(yáng)風(fēng)的密度卻會(huì)越來(lái)越低。在冥王星的軌道以外，它們的動(dòng)壓已不足以支撐他們克服在宇宙空間中廣泛存在的星際物質(zhì)的阻礙，不得不停下自己的腳步。但這和開車時(shí)司機(jī)遇到紅燈便踩下剎車、平穩(wěn)減速停車的過(guò)程不同，以超音速奔馳的太陽(yáng)風(fēng)無(wú)法將前面所遇到的阻礙信息“傳遞“給隨后涌來(lái)的太陽(yáng)風(fēng)，與恒星物質(zhì)的相遇更像是一次大霧天氣中的”車禍“，接踵而至的太陽(yáng)風(fēng)等離子體不斷碰撞壓縮前方已經(jīng)減速的等離子體，形成了一道”終止激波“。在經(jīng)過(guò)終止激波之后的過(guò)渡后，太陽(yáng)風(fēng)等離子體最終與星際物質(zhì)交會(huì)。在天文學(xué)中，將地球與太陽(yáng)之間的平均距離定義為一個(gè)天文單位（1AU），1AU約為一億五千萬(wàn)公里。當(dāng)旅行者1號(hào)和旅行者2號(hào)穿越終止激波時(shí)，測(cè)量到終止激波與太陽(yáng)的距離分別為94AU和76AU。

太陽(yáng)風(fēng)所能影響的空間范圍，被空間物理學(xué)家們稱為“日球?qū)印?，而太?yáng)風(fēng)與星際物質(zhì)相會(huì)的地方，則被稱為“日球?qū)禹敗薄?/span>

（日球?qū)诱w結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的Termination Shock為終止激波，Heliopause為日球?qū)禹?，Bow Wave 為星際物質(zhì)撞擊日球?qū)有纬傻墓尾?。?/span>

在人類能夠發(fā)射航天器之前，科學(xué)家們就已經(jīng)在恒星等天體的光譜信息中，找到了星際物質(zhì)的蛛絲馬跡。在美國(guó)物理學(xué)家尤金·帕克教授最先提出太陽(yáng)風(fēng)理論時(shí)，星際物質(zhì)的密度和壓強(qiáng)觀測(cè)證據(jù)是他否定靜止日冕理論，并排除自己物理模型幾種不合理之處的關(guān)鍵證據(jù)。今年8月，NASA發(fā)射了以尤金·帕克命名的帕克太陽(yáng)探測(cè)器，試圖通過(guò)靠近太陽(yáng)進(jìn)行實(shí)地探測(cè)的辦法了斷關(guān)于日冕加熱和太陽(yáng)風(fēng)加速的諸多爭(zhēng)議。而在太陽(yáng)風(fēng)傳播的盡頭，雖然科學(xué)家們通過(guò)遙感數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬，已經(jīng)對(duì)終止激波、日球?qū)禹敿捌溟g的日球?qū)忧?，以及星際物質(zhì)的性質(zhì)有了一定認(rèn)識(shí)，但終究也需要去那里進(jìn)行實(shí)地探測(cè)，才能證實(shí)或證偽關(guān)于那里的一些假說(shuō)和猜測(cè)，獲得更深入的認(rèn)識(shí)。

2012年8月，旅行者1號(hào)在距離太陽(yáng)121AU的地方完成了穿越日球?qū)禹數(shù)膲雅e，進(jìn)入星際空間。而NASA在在本周宣布，在剛剛過(guò)去的11月5日，旅行者2號(hào)也成功穿過(guò)了日球?qū)禹?，并將帶?lái)比旅行者1號(hào)更讓科學(xué)家們激動(dòng)的探測(cè)數(shù)據(jù)。

在旅行者1號(hào)和2號(hào)上，均裝配了用來(lái)測(cè)量太陽(yáng)風(fēng)粒子的等離子體譜儀（PLS），當(dāng)這種譜儀測(cè)到的太陽(yáng)風(fēng)粒子通量密度明顯的降低時(shí)，便說(shuō)明旅行者號(hào)飛船不再受到太陽(yáng)風(fēng)吹拂，基本可以證實(shí)它們已經(jīng)處在了星際空間中。

然而，旅行者1號(hào)的PLS早在1980年便已經(jīng)罷工了。當(dāng)旅行者1號(hào)在2012年進(jìn)入星際空間時(shí)，科學(xué)家們頗費(fèi)了一番周折，才在太陽(yáng)的助攻下確認(rèn)了旅行者1號(hào)的成功。2012年3月，太陽(yáng)爆發(fā)了一次強(qiáng)烈的日冕物質(zhì)拋射。13個(gè)月之后，這次爆發(fā)傳播到了旅行者號(hào)飛船所在的位置，旅行者1號(hào)上還能工作的等離子體波動(dòng)探測(cè)儀器記錄下了這次爆發(fā)所帶來(lái)的波動(dòng)。通過(guò)波動(dòng)數(shù)據(jù)，科學(xué)家們間接推測(cè)出了旅行者1號(hào)所在位置的電子密度，發(fā)現(xiàn)電子密度的值與星際物質(zhì)的特征一致，與太陽(yáng)風(fēng)則相差幾個(gè)量級(jí)。由此，科學(xué)家們才確定旅行者1號(hào)已經(jīng)進(jìn)入了星際空間。當(dāng)旅行者號(hào)團(tuán)隊(duì)對(duì)之前的數(shù)據(jù)重新分析后，發(fā)現(xiàn)一些相對(duì)微弱的波動(dòng)。這些波動(dòng)表明，旅行者1號(hào)早在2012年8月就已經(jīng)進(jìn)入了星際空間。

而旅行者2號(hào)的PLS至今仍在正常工作。今年11月5日，在旅行者2號(hào)傳回的太陽(yáng)風(fēng)數(shù)據(jù)中，出現(xiàn)了粒子密度的突然下降。也就是說(shuō)，在180億公里之外，旅行者2號(hào)感受到身邊吹拂的太陽(yáng)風(fēng)突然消失了，它進(jìn)入了一片全新的世界中。科學(xué)家們由此確認(rèn)，旅行者2號(hào)已經(jīng)穿過(guò)日球?qū)禹?，進(jìn)入星際空間中。

（旅行者2號(hào)穿越日球?qū)禹敃r(shí)的探測(cè)數(shù)據(jù)。上半部分的曲線為銀河宇宙線強(qiáng)度，下半部分的曲線為太陽(yáng)風(fēng)粒子的流量密度。當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)粒子的流量密度降低而銀河宇宙線強(qiáng)度增加時(shí)，科學(xué)家們確認(rèn)旅行者2號(hào)已經(jīng)離開日球?qū)?，進(jìn)入星際空間。）

除了太陽(yáng)風(fēng)粒子的密度數(shù)據(jù)外，旅行者2號(hào)所探測(cè)到的銀河宇宙線通量的增加也進(jìn)一步證實(shí)了它已處于星際空間的事實(shí)。銀河宇宙線是來(lái)自于太陽(yáng)系以外的高能輻射。由于日球?qū)拥钠帘巫饔?，只有一部分銀河宇宙線可以傳播到日球?qū)又畠?nèi)。同時(shí)，日球?qū)觾?nèi)的宇宙線強(qiáng)度也受太陽(yáng)活動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)較強(qiáng)時(shí)，就能更多的將宇宙線屏蔽在日球?qū)右酝?，使地球上接收到的宇宙線輻射通量減少。而在日球?qū)又?，宇宙線的通量就會(huì)變得相對(duì)更強(qiáng)。

 （旅行者1號(hào)和2號(hào)從不同方向飛出了日球?qū)樱眯姓?號(hào)位于黃道面以北，旅行者2號(hào)位于黃道面以南。）

在旅行者計(jì)劃中，旅行者2號(hào)本來(lái)承擔(dān)著為旅行者1號(hào)充當(dāng)備胎的任務(wù)。一旦旅行者1號(hào)未能成功地對(duì)土星和木星進(jìn)行探測(cè)，旅行者2號(hào)將接手旅行者1號(hào)未完成的任務(wù)，對(duì)土星和木星進(jìn)行精細(xì)探測(cè)，而放棄之后造訪天王星和海王星的安排。令人欣慰的是，在四十多年的慢慢長(zhǎng)路中，兩艘探測(cè)器都基本完成了各自的任務(wù)，對(duì)土星、木星、天王星、海王星及其衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行了細(xì)致觀測(cè)。透過(guò)它們傳回的圖片，我們不但獲得了更多的科學(xué)知識(shí)，更一次次被太空的魅力所折服。在兩艘飛船從太陽(yáng)黃道面以北和以南相繼進(jìn)入星際介質(zhì)后，當(dāng)初的“雙保險(xiǎn)”策略最終得到了回報(bào)。兩艘旅行者號(hào)飛船上雖然都有一些儀器不能正常工作，但兩者的探測(cè)數(shù)據(jù)相互補(bǔ)充后還能能夠得到全部物理參數(shù)的探測(cè)數(shù)據(jù)，使人類第一次有機(jī)會(huì)實(shí)地探尋日球?qū)蛹靶请H介質(zhì)的秘密。

 （旅行者1號(hào)、2號(hào)和它探索過(guò)的大行星際部分衛(wèi)星的拼圖）

對(duì)于兩艘飛船是否已經(jīng)飛出了太陽(yáng)系，不同的學(xué)者可能會(huì)持不同的看法。目前主流的觀點(diǎn)認(rèn)為，太陽(yáng)系的邊界位于距離太陽(yáng)約2光年（10萬(wàn)AU）的奧爾特云。雖然沒(méi)有直接的探測(cè)證據(jù)，但間或造訪太陽(yáng)系內(nèi)部的長(zhǎng)周期彗星使科學(xué)家們推斷，奧爾特云是這些彗星的發(fā)源地。由于奧爾特云依然受到太陽(yáng)引力的作用，因此這里被一些學(xué)者當(dāng)作太陽(yáng)系引力和結(jié)構(gòu)上的邊緣。在NASA發(fā)布的新聞稿中，也謹(jǐn)慎地說(shuō)“太陽(yáng)系的邊界被認(rèn)為處于奧爾特云的外緣”。

然而，并非所有的學(xué)者都認(rèn)同這個(gè)觀點(diǎn)。有的學(xué)者認(rèn)為，從另一個(gè)角度講，太陽(yáng)的光和引力理論上可以延伸到無(wú)窮遠(yuǎn)初，但太陽(yáng)系顯然不能保羅全部的宇宙，因此也有人認(rèn)為日球?qū)禹敇?biāo)志著太陽(yáng)風(fēng)影響的終結(jié)，跨入星際物質(zhì)后就已經(jīng)辦妥了從太陽(yáng)系的“出境”手續(xù)。

太陽(yáng)系是一個(gè)人為劃定的范圍，它的邊界定到哪里既不會(huì)改變我們對(duì)宇宙中客觀規(guī)律的看法，也不會(huì)引起法律和物權(quán)上的糾紛（誰(shuí)會(huì)把某個(gè)天體當(dāng)標(biāo)的物呢？）。那些已經(jīng)見證了數(shù)十億年變化的天體，也不會(huì)因?yàn)榈厍蛏弦粋€(gè)只存在了數(shù)百萬(wàn)年的物種的認(rèn)識(shí)，而改變自己的運(yùn)行。因此，兩種說(shuō)法無(wú)所謂誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)，讀者大可挑一個(gè)自己喜歡的。

（旅行者號(hào)金唱盤的表面用宇宙中的脈沖星作為路標(biāo)，給出了地球在太空中的位置。如果地外文明與我們的天文學(xué)研究水平相當(dāng)，應(yīng)該可以從中解讀出含義，并以此為導(dǎo)航來(lái)地球做客。）

和用了太久的手機(jī)電池就會(huì)供電不足一樣，為旅行者號(hào)飛船供電的同位素?zé)犭姵氐妮敵龉β收悦磕?W的速度衰減。到2020年，飛船將不得不關(guān)閉所有的科學(xué)探測(cè)儀器，用僅有的供電維持飛船與地球的通信。2025年左右，飛船的通信系統(tǒng)也將因?yàn)楣╇姴蛔愣Ｖ构ぷ鳌?/span>那時(shí)，我們將再也聽不到這兩個(gè)已經(jīng)離家將近50年的孩子在星際空間中向地球母親發(fā)出的呼喊。

（旅行者號(hào)飛船金唱盤中的牛頓手稿。我們能夠飛行器的軌道全仰仗牛頓的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)與工作，因此當(dāng)旅行者號(hào)將人類探索的領(lǐng)域不斷向前推進(jìn)時(shí)，牛頓的智慧也在熠熠生輝。）

然而，它們的故事并沒(méi)有就此結(jié)束，兩艘旅行者號(hào)飛船還有另一個(gè)使命要完成。在兩艘飛船上，安裝了介紹地球的金唱盤，希望有朝一日能有地外文明發(fā)現(xiàn)飛船并解碼金唱盤。在金唱盤中，我們向宇宙中的其他文明發(fā)出了充滿友愛的誠(chéng)摯邀請(qǐng)，其中中文普通話的語(yǔ)音內(nèi)容為：

“各位都好吧？我們都很想念你們，有空請(qǐng)到這來(lái)玩?！?/span>

金唱盤中用55種語(yǔ)言錄制的問(wèn)候 來(lái)自科學(xué)大院 00:00 04:25

我們還展示了我們?cè)诳茖W(xué)、建筑、航天、醫(yī)學(xué)、藝術(shù)、交通等各個(gè)領(lǐng)域取得的成就，不同國(guó)家的經(jīng)典音樂(lè)，甚至買菜、上班、母親哺乳這些瑣碎的生活場(chǎng)景。我們還錄下了戀人相愛時(shí)的腦電波，試圖讓其他文明了解“愛”這種連接人與人心靈的感情。

正如時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)卡特在金唱片中的留言所說(shuō)：

“我們?cè)噲D在我們的時(shí)光中生活下去，由此，我們可能生活在你們的時(shí)光中。希望某天，我們能解決我們目前所面臨的問(wèn)題，并組成一個(gè)銀河系的文明共同體。這張唱盤代表著我們?cè)诹钊司次返暮棋钪嬷械南ＭQ心與善意?！?/p>

然而，在金唱盤中，并沒(méi)有記錄下我們世界的另一面——戰(zhàn)爭(zhēng)、侵略、欺騙、紛爭(zhēng)等等。有朝一日，當(dāng)兩艘旅行者號(hào)作為人類文明的使者，將金唱盤送到另一個(gè)文明手中時(shí)，我們是否已經(jīng)消除了我們世界中沒(méi)有那么美好的部分，我們是否像我們向茫茫宇宙所宣誓的那樣，解決了我們自己的種種問(wèn)題？

在遠(yuǎn)離地球的星際空間，在時(shí)間的慢慢長(zhǎng)河中，旅行者號(hào)將長(zhǎng)久的注視著我們。

（旅行者號(hào)40周年紀(jì)念海報(bào)）