第6章 旅行者姊妹探测器的历程

　　美利坚合众国在1975年8月20日发射海盗1号成功后，又在1977年8月20日成功发射了旅行者2号探测器，它是美利坚合众国航天局研制的飞往太阳系外的两艘空间探测器的第二艘。一个多月后的1977年9月5日，又成功发射了旅行者1号探测器。
　　最初该探测器是作为水手计划中的水手12号，它成为旅行者计划中旅行者1号(水手11号)的姊妹探测器。两个飞行器都采用钚电池(核动力电池)供能。
　　旅行者1号是一艘无人外太阳系空间探测器。重815千克，截止到2020年6月仍然在正常运作。它曾到访过木星及土星，是提供了其卫星高解像清晰照片的第一艘航天器。它的主要任务在1979年经过木星系统、1980年经过土星系统之后，结束于1980年11月20日。它也是第一个提供了木星、土星以及其卫星详细照片的探测器。距今离地球最远的人造卫星。2012年8月25日，"旅行者1号"成为第一个穿越太阳圈并进入星际介质的宇宙飞船。截至2019年10月23日止，旅行者1号正处于离太阳211亿公里的距离。
　　科学家预计，直到2020年为止，旅行者一号仍有足够的能源支持星际飞行，并且可以和地球保持联络，但在2025年之后，旅行者一号就会彻底和地球失去联系，并成为漂浮在宇宙中的一艘"流浪探测器"。
　　旅行者一号携带了一个铜制镀金磁盘唱片，还有一个金刚石留声机针，这个唱片哪怕过了10亿年，音质依旧不会有任何差别。
　　旅行者1号原先的主要目标是探测木星与土星及其卫星与土星环。任务现已变为探测太阳风顶，以及对太阳风进行粒子测量。两艘旅行者号探测器，都是以三块放射性同位素温差发电机作为动力来源。这些发电机已经大大超出了起先的设计寿命，一般认为它们在大约2020年之前，它们仍然可提供足够的电力令太空船能够继续与地球联系。
　　在顺利地借助了木星的引力后，太空船朝土星的方向进发。旅行者1号于1980年11月掠过土星，于11月12日最接近土星，距离土星最高云层124,000公里以内。太空船探测到土星环的复杂结构，并且对土卫六上的大气层进行了观测。由于发现了土卫六拥有浓密的大气层，喷气推进实验室的控制人员最终决定了让旅行者1号驶近土卫六进行研究，并随之终止了它继续探访其余两颗行星。结果造访天王星和海王星的任务只得交予旅行者2号。这次靠近土卫六的决定使太空船受到了额外的引力影响，最终使太空船离开了航道，终止了它的探索行星任务。
　　在2011年2月，就有迹象表明，"旅行者1号"已在之前某个时刻抵达了太阳系边缘的"过渡区"，这个过渡区就是太阳系与星际空间最后的交界处。"旅行者1号"已抵达边界处，也就是说，它将很快进入星际空间了。
　　一旦进入星际空间，"旅行者1号"将需要4万年的时间才能抵达下一个恒星系。
　　至于"旅行者1号"上的电池，科学家说，探测器上携带三枚核电池，能够保证它继续飞行至2025年。一旦电池耗尽，"旅行者1号"将继续向银河系中心前进，再也回不来了。旅行者1号在2011年3月9日距离太阳大约116.406个天文单位，以光速往来航天器和地球间的无线电讯号耗时16.13个小时旅行者1号相对速度是17.062公里/秒或61452公里/每小时(约38185英里/每小时)。每年约3.599天文单位，比姊妹号旅行者2号快了10%。旅行者1号在这样的方位和速度下将会花上7万3千6百年的时间经过半人马座比邻星。
　　旅行者1号最初计划属于水手计划里的水手11号太空船，它的设计利用了属于当时的新技术引力加速。幸运的是，这次任务刚巧碰上了176年一遇的行星几何排列。太空船只需要少量燃料以作航道修正，其余时间可以借助各个行星的引力加速，以一艘太空船就能造访太阳系里的四颗气体行星：木星、土星、天王星和海王星。两艘姊妹船旅行者1号及2号就是为了这次机会而设计，它们的发射时间是被计算过以便尽量充分利用这次机会。亦拜这次机会所赐，两艘太空船只需要用上12年的时间就能造访四个行星，而非一般的30年时间。
　　旅行者1号在1977年9月5日于佛罗里达州的卡纳维尔角，被搭载在一枚泰坦3号E半人马座火箭上发射升空。刚好于旅行者2号在同年8月20日的发射之后不久。虽然发射时间较2号为后，但它却被发射进较快的轨道之中，让它又比2号快一点到达木星及土星。最初，因为在泰坦3号E火箭燃烧过程的第二阶段里出现了约一秒钟的燃烧不足，使地面的工作人员曾担心会使太空船因此而不能到达木星。后来幸好证实了在半人马座的上层仍有足够的燃料供使用。
　　旅行者2号以一个有些不同的轨迹接近土星，通过接近泰坦(土卫六)的引力而产生的引力弹弓。探测完土星后，它又继续飞向天王星和海王星。
　　旅行者2号于1986年经过天王星，于1989年经过海王星。2018年12月10日，旅行者二号探测器突破日球层，成为第二个进入星际空间的人类探测器。
　　旅行者2号无人宇宙飞船。它与其姊妹船旅行者1号基本上设计相同。不同的是旅行者2号循一个较慢的飞行轨迹，使它能够保持在黄道(即太阳系众行星的轨道水平面)之中，藉此在1981年的时候透过土星的引力加速飞往天王星和海王星。正因如此，它并没有像它的姊妹旅行者1号一样能够如此靠近土卫六。但它因此而成为了第一艘造访天王星和海王星的宇宙飞船，完成了藉这个176年一遇的行星几何排阵而造访四颗气态巨行星的机会。
　　旅行者2号被认为是从地球发射的太空船中最多产的一艘宇宙飞船。皆因在美利坚合众国国家航空航天局对其后的伽利略号和卡西尼-惠更斯号等的计划上收紧花费，它仍能以强大的摄影机及大量的科学仪器造访四颗气态巨行星(土星，木星，天王星，海王星)及其卫星。
　　如果没有未预料的失败发生，科学家们将能与它们保持联系，直到2030年。两架飞行器有大量的联氨燃料。旅行者1号的推进剂能使用到2040年，2号的能用到2034年。限制因素则在于RTG(放射性同位素热电产生器)。到2000年前，UVS(紫外线分光计)仪器的动力将耗尽。到2010年，剩余的动力使得所有的场与粒子仪器无法同时工作。这时，一个能源共享方案将被执行，使得场与粒子仪器中的一些与另一些轮流工作。飞行器能在这种状态下持续工作约10年。到最后，能量可能太少，以致无法正常维持飞行器的工作。
　　与"旅行者-1"号探测器一样，"旅行者-2"号也携带有一批所谓的"地球名片"--其中包括着各种几何图案的镀金铜片，以及记录有地球上各种声音的唱盘，为的是让可能存在的外星智慧生物知道地球上也存在着生命。
　　据天文学家们的计算，如果"旅行者-2"号一直能顺利地飞行下去，从理论上讲，它将在公元8571年飞抵距离地球4光年的Barnard恒星附近，而到公元20319年，它将飞抵距离半人马座3.5光年的地方，而到296036年，将到达距离天狼星最近处，约4.3光年。
　　截止2021年，人类接收到的关于旅行者1号和旅行者2号的信息，最为重要的有：
　　“1977年发射的旅行者二号是唯一拜访过4颗气态巨行星——木星，土星，天王星和海王星的探测器。它不但发现了16颗新的卫星，还研究了海王星表面神秘的大黑斑和木卫二的冰壳裂隙。”
　　“2007年8月30日，经过30年的长途跋涉，‘旅行者二号’飞船在离地球85个天文单位(1个天文单位是地球与太阳之间的平均距离即1.5亿公里)处对终止激波进行了就地直接观测，这是人类历史上第一次传回太阳系边缘的信息。”
　　“截至2009年10月为止，旅行者2号作-54.55°的倾斜及19.737hrs的赤经，指向望远镜星座。旅行者2号正处于距离太阳90.557个天文单位，每年以3.268个天文单位(约每秒15.493公里)的速度离开太阳系。”
　　“2010年4月底至5月初，‘旅行者2号’运行至太阳系的边缘。4月22日，‘旅行者2号’向地球发送出一些非常奇怪的信号，在经过13小时后，信号被NASA的深空天线成功接受。但遗憾的是，NASA的科学家至今无法破解。一位UFO专家豪斯多夫据此大胆断言，‘旅行者2号’很可能已经被外星人劫持。豪斯多夫说:‘看起来飞船被劫持了，程序被重新编写，因此我们无法破译。’NASA没有对豪斯多夫的看法做出回应，而科学家及工程师的看法是，飞船上的存储系统可能出了小故障。工作人员正积极修补。”
　　“2011年11月29日消息，据美利坚合众国《时代》杂志报道，在飞行34年后，旅行者2号探测器11月4日已经按地面工程师指令切换至备用姿态控制推进器工作，以节省能源确保未来任务继续进行。”
　　“截至2011年，‘旅行者1’号距离地球大约110亿英里(约合180亿公里)，‘旅行者2’号距离地球90亿英里(约合140亿公里)。”
　　“‘旅行者1号’越接近太阳风的边缘，穿透探测器上的过滤装置的宇宙粒子就越多。2012年5月7日，这种现象突然加剧。到7月初稳定下来，这只能解释为'旅行者'1号正在穿过太阳系和星际物质的交界。理论上认为这里是一个狭窄的不稳定区域，被称为'太阳层顶'。而这个探测器飞出太阳系的时刻令人激动，因为这是人造物体首次脱离太阳系。”
　　“有报道说‘旅行者1号’探测器已经离开太阳系，到达太阳系外各恒星之间空旷的恒星际空间超过一年时间，成为第一个离开太阳系的人造探测器。但是也有科学家认为是不可能的，认为飞出太阳系外至少要3万年才能飞出去。”