楠木軒

飛越海王星 旅行者三號 旅行者二號傳回珍貴信息

由 簡振武 發佈於 科技


30年前,即1989年8月25日,美國宇航局的旅行者2號飛船近距離飛行了海王星,為人類提供了太陽系第八顆行星的第一個特寫鏡頭。旅行者號飛行任務結束了太陽系四大行星木星,土星,天王星和海王星的巡迴演出,這也是最後一次:此後沒有其他航天器訪問過海王星。
自1975年以來,加州理工學院物理學教授,航海家計劃的科學家埃德·斯通(Ed Stone)説:“航海家的行星計劃確實是向公眾展示科學的全部內容的機會。每天,我們都學到了新的東西。”
旅行者2號所揭示的行星包裹着深藍色和鈷藍色的雲層,看起來像是木星和土星的藍色同級兄弟,藍色表明存在甲烷。一場巨大的板岩色風暴被稱為“大暗點”,類似於木星的“大紅點”。發現了六個新衞星和四個環。
在相遇期間,工程團隊小心地改變了探測器的方向和速度,以使其可以近距離掠過地球上最大的衞星海衞一。飛越表明有地質年輕的表面和活躍的間歇泉向空中噴射物質的證據。這表明,儘管旅行者號所觀測到的自然温度最低,Triton並不僅是一個堅固的冰球:負391華氏度(負235攝氏度)。

海王星飛越的結束標誌着旅行者號星際任務的開始,該任務在發射42年後的今天一直持續到今天。旅行者2號和它的雙胞胎旅行者1號(也由木星和土星飛過)繼續從我們太陽系的外圍發回調度。在海王星遭遇時,旅行者2號距離地球約29億英里(47億公里)。今天距我們110億英里(180億公里)。速度更快的旅行者1號距離地球130億英里(210億公里)。
到達那裏
當旅行者2號到達海王星時,旅行者任務小組已經完成了五次行星相遇。但是這個巨大的藍色星球仍然提出了獨特的挑戰。
這個冰冷的巨人離太陽比地球遠30倍,它所接收到的陽光僅是地球的0.001倍。在如此低的光線下,旅行者2的相機需要更長的曝光時間才能獲得高質量的圖像。但是因為航天器相對於地球的最高速度將達到約60,000 mph(90,000 kph),所以長時間的曝光會使圖像變得模糊。(想象一下,試圖從超速行駛的汽車的窗户拍下路邊標誌的照片。)
因此,研究小組對Voyager 2的推進器進行了編程,使其在近距離進近時能夠輕柔地發射,旋轉航天器,以使相機聚焦在目標上,而不會中斷航天器的整體速度和方向。
探測器的遠距離還意味着,到旅行者2號的無線電信號到達地球時,它們比其他飛越的信號弱。但是太空船有時間上的優勢:旅行者通過深空網(DSN)與地球通信,深空網利用西班牙馬德里站點的無線電天線。澳大利亞堪培拉;和加利福尼亞的戈德斯通。在1986年旅行者2號與天王星相遇期間,三個最大的DSN天線寬64米(210英尺)。為了協助海王星的相遇,DSN將碟子擴大到70米(230英尺)。他們還包括附近的非DSN天線來收集數據,包括在澳大利亞帕克斯的另一個64米(210英尺)天線,以及在新墨西哥州的甚大型陣列中的多個25米(82英尺)天線。

通過這種努力,確保工程師可以清晰清晰地聽到Voyager。它也增加了在給定時間內可以發送回地球的數據量,使航天器可以從飛越發送回更多圖片。
在那裏
在1989年8月那次親密接觸之前的一週,在美國航空航天局位於加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室中管理着旅行者號飛行任務,大氣層充滿電。當旅行者2號在海王星飛行期間拍攝的圖像經過了四個小時到達地球的旅程後,旅行者2號成員會圍在實驗室周圍的計算機顯示器旁觀察。
斯通説:“使旅行者號行星遇到的任務與今天的任務不同的一件事是,沒有互聯網可以使整個團隊和整個世界同時看到這些圖片。”“這些圖像可以在有限的位置實時顯示。”
但是該小組致力於儘快向公眾發佈最新消息,因此從8月21日至8月29日,他們將在每日新聞發佈會上與全世界分享他們的發現。8月24日,一個名為“旅行者之夜”的節目播放了探測器與該行星最接近的相遇的定期更新,該更新發生於格林尼治標準時間凌晨4點(8月24日在加利福尼亞州晚上9點)。
第二天早上,副總裁丹·奎爾(Dan Quayle)參觀了實驗室,以讚揚旅行者團隊。當晚,查克·貝里(Chuck Berry)的歌曲“約翰尼·古德(Johnny B. Goode)”被收錄在與旅行者兩人共舞的《金唱片》中,在JPL慶祝這一壯舉的過程中演出。

當然,旅行者號的成就遠遠超出了三十年前那個具有歷史意義的星期。現在,這兩個探測器都離開了日球層,進入了星際空間。行星的保護性氣泡是由太陽高速噴出的粒子和磁場的高速流動所產生的。
他們是在“天氣”和來自該地區的條件下向地球報告的,那裏充滿了我們銀河系其他地方爆炸的恆星產生的碎片。他們邁出了人類邁入宇宙海洋的第一步,這是沒有其他操作探針飛過的地方。
航海家的數據還補充了其他任務,包括美國宇航局的星際邊界探測器(IBEX),該探測器正在遙感該邊界,我們太陽的粒子與銀河其餘部分的物質發生碰撞。美國宇航局正在準備定於2024年發射的星際製圖和加速探測器(IMAP),以利用旅行者的觀測數據。
航海家將他們的發現發送回13瓦發射機的DSN天線-大約有足夠的功率來運行冰箱燈泡。
斯通説:“每天,它們都會飛到從未有過人類探針的地方。”“發射42年後,他們仍在探索中。”