已飛222億公里,最遠人造物拍的最後一張照片,為何讓人類深思?
本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
於此同時,旅行者2號先於1號16天的時間升空進入外太空,由於旅行者1號比2號獲得了更快的初始速度,因此在後續的任務中1號總是領先於2號。
時至今日,這兩顆探測器已經運行了42年,飛行速度分別達到了17公里/秒和15公里/秒,目前旅行者1號已經飛到了地球以外大約222億公里的位置(150個天文單位);
旅行者2號飛到了大約185億公里的位置(124個天文單位),它們分別在2012年8月25日和2018年11月5日被宣佈飛離了太陽圈層,進入了星際空間。
也被認為是人類航天史上離開“太陽系”的人造物體,這裏需要注意的是,它們只是飛出了太陽風帶電粒子所能觸及的範圍,並不是我們理解的已經離開了太陽系。
太陽風層頂的範圍大約在180億公里的位置,當探測器達到這個位置時,檢測到了宇宙高能射線在持續的增加,而太陽風粒子出現停滯,且在不斷地降低。因此NASA認為探測器已經飛出太陽圈層。
目前我們對太陽系的範圍在天文學上認為以理論上的奧爾特云為界,如果以旅行者1號目前的速度來説,每年能飛個大約3.599天文單位的距離,想要接近或進入奧爾特雲,還至少需要300年的時間。
想要穿過奧爾特雲至少需要3萬年的時間,想要達到距離距離我們最近的外恆星比鄰星至少需要7萬3千6百年的時間。這足以見得太陽系的廣闊已經宇宙的深邃。
所以嚴格意義上來説,人類很難飛出太陽系,如果像部分人認為的以太陽的引力來規定太陽系的範圍,那麼人類可能永遠都走不出太陽系。
因為引力在空間中的傳播速度為光速,太陽從誕生到現在的引力至少在宇宙中行進了46億光年,這樣來看的話,永遠都別想走出太陽系。
那麼小小的航天器為何能在黑暗的宇宙空間中工作長達42年呢?其實它們的動力源並非來自太陽能,而是自身攜帶了三塊以鈈238製成的核動力電池。
預計將在5年後(2025年)電池會達到設計壽命,屆時航天器會徹底和人類失去聯繫,成為一顆宇宙塵埃,向銀河系中中心飛去。
所以在任務途中,節能是一件大事。1979年1月旅行者1號開始對木星進行觀測,3月進入距離木星349000公里的軌道利用高分辨率的行星照相機對木星的大氣、磁場、環及其四顆伽利略衞星進行了大量的拍攝。
其中最驚人的發現就是木衞一上的火山活動。這是以前從未觀測到的現象。4月份完成了對木星的探測,並利用木星引力獲得更高的速度,向土星進發。
1980年11月旅行者1號接近土星,在距離土星124000公里的軌道上開始對土星系統進行大量的拍攝,其中最大的發現,就是土衞六上濃厚的大氣層,這引起了科學家的興趣。
決定讓探測器接近土衞六進行細緻的研究,結果導致了探測器軌道發生偏離,提前結束了行星探測任務。接下來旅行者1號的任務變為了對星際空間的探測。
由於行星探測任務的結束,在科學準備關閉旅行者1號上的行星照相機時,當時天文學家卡爾·薩根提出讓旅行者1號給太陽系拍個全家福。
旅行者1號拍攝的太陽系全家福
1990年2月14日旅行者1號調轉鏡頭對太陽系中的六顆行星開始拍攝,此時探測器距離地球大約為60億公里。
上圖是由60個獨立的畫幅拼接起來的,分別包括了木星、地球、金星、土星、天王星、海王星,其中漏掉了三顆行星,水星離太陽太近無法成像,火星被遮擋無法觀測到,冥王星(這時還是行星)由於太小無法觀測。
太陽在上圖中只是一個亮點。
將旅行者1號所拍攝到的行星和太陽,進行處理為其加上背景和軌道,就形成上圖的模樣,跟以往我們看到的太陽系照片不同的是,它是人類拍攝的太陽系,而不是電腦合成。
這是旅行者1號發回的最後照片。在太陽系的全家福中,可以看到我們心中的龐然大物太陽也不過是一個微弱的亮點,整個太陽系顯得如此的單薄和渺小。
其中最為著名的照片當屬一張“淡藍色斑點”,上圖中你能看到那個藍點麼,仔細找下!這個藍點就是我們生活了數百萬年的地球。
在照片中,地球的表面大小小於一個像素;在浩瀚的太空中,地球沐浴在太陽反射的光線中。這張照片是人類從最遠距離看到的地球模樣。
在此之前阿波羅計劃讓我們首次在其他星球上看到了地球的模樣,這張照片被稱為"地出"。這個時刻被認為與登上月球具有同等價值的意義。
因為幾千年來,人類在地球上仰望其他星球,但是此時我們站在了其他的星球上看地球。而淡藍色斑點又為人類遙望地球提供了一個更遠、更高的角度。
這説明我們人類在去往太空的路上越走越遠,並且我們又一次感覺到了地球的孤獨和渺小。曾經在歷史上存在的每一個人,包括我們現在認識的所有人,你自己、你的親人、愛人都生活在這個藍色的斑點上。
這是我們唯一的家園,也許在未來我們也無法在宇宙中找到適合人類生存的地方。只能説,我們人類屬於地球,但地球並不屬於人類,它不在乎我們人類的存亡,但我們人類離不開這粒藍色塵埃。
天文學家卡爾·薩根受到這張照片的啓發寫了一本《暗淡藍點:對未來人類身處於太空的目光》,我們人類越是瞭解宇宙越會感覺到卑微和渺小。
2020年在這張照片的30週年紀念日上,NASA通過使用現代圖像處理技術公佈了更加清晰的“暗淡藍點”照片。
這張照片被認為是目前人類航天史上最為珍貴的照片之一。它來自目前距離地球222億公里的旅行者1號。
目前這個探測器帶着人類的期望和對宇宙的敬畏,繼續向深空進發。未來它有可能會被外星生命發現,從中發現在銀河系的郊區生活着一羣人形智慧生物。