今年三月起至今共失控了7個月,飛了188億公里的旅行者二號傳回兩個字:你好

天空之城 2020/11/04 檢舉 我要评论

美國宇航局1977年發射的旅行者2號航天器,目前已離開太陽系,進入星際空間,距離地球約188億公里。不過自今年三月以來,旅行者2號就已實際失去控制,但它自己卻不知道,還在鶯歌燕舞地快樂趕路,希望在電池2025年完全失效之前,為人類發回更多的資訊。

一個深空中的探測器,失去控制長達8個月,在很多人看來完全是不可想像的事情,這究竟是怎麼回事呢?

旅行者2號和1號是美國宇航局的雙子探測器,1977年8月到9月,兩艘飛船間隔16天,先後離開地球,向著兩個不同的方向進發。在相繼完成探測任務後,旅行者1號已沖出日球層頂,離開太陽系,飛向銀河系中心。率先出發的旅行者2號反而速度慢一點,但也飛出了太陽系,在星際空間四處打望,希望能發現點什麼奇怪的東西,好向人類發回報告。

很多人不明白,兩艘飛船已高速飛行了40多年,離地球兩百億公里左右了,究竟是如何與地球保持聯繫,並傳回資料的呢?

看看兩艘飛船的形狀你就知道了,旅行者1、2號最大的特徵就是兩口巨大的「圓鍋」,直徑達3.7米,學名叫高增益天線,用來接收和發送信號。這其中還有個可怕的花絮,旅行者2號率先出發的時候,地面人員竟然忘了傳送一個至關重要的啟動代碼上去,導致旅行者2號上關鍵的高增益天線沒有啟動。這個問題如何解決的呢?幸好航天器上還有低增益天線,地面人員最終與其取得聯絡,重新開機了高增益天線。

但兩艘飛船都飛了這麼遠,稍微有點偏差,就無法對準地球的方向,也沒辦法傳輸信號啊。所以兩艘飛船上還有精度非常高的陀螺儀,可以借此精確修正天線方向,使之在非常遙遠的距離上也能對準地球。

飛船上的裝備倒是非常精良,武裝到了牙齒,那麼地球上如何接收信號呢?這要求就更高了,NASA有一個深空網路(DSN),位於美國加州的巴斯托,西班牙的馬德里,澳大利亞的坎培拉,每個地方都有一座70米口徑的巨大碟型天線——相當於碟面可轉動的射電望遠鏡,以及直徑34米或更小的數座天線,在地球上每120度區域就設置一個,可以全天候對太空活動進行監控和通信,向探測器發送指令並接收資料。光是維護這三個天文臺,每年就是一筆巨大的開支,而且正好在地球上相隔120度的3個地方建監控設施。

旅行者號的資料就是由這三個天文臺接收的,向旅行者號傳送指令也要由70米口徑的天線來完成。

然而旅行者2號比較獨特。1989年它飛過海王星衛星海衛一Triton的北極時,由於已是太陽系最後能造訪的天體,科學家們不再考慮飛行軌跡,將其軌道調校得更靠近海衛一,導致其相對於行星盤面向南偏轉,從此就朝著這個方向一條路走到黑地飛下去,到現在它已經位於遙遠的南方,北半球的兩個深空站已無法和它聯繫,只有南半球澳大利亞的70米口徑天線DSS43,有足夠強大的發射機天線可以向它發送指令。

但屋漏偏遭連陰雨,在每天能夠和旅行者2號聯繫的時間大大縮短的同時,由於DSS43天線已經運行了近50年,各種設備已經老化或過時,需要對發射機進行升級,以保證未來其它任務的需要,NASA不得不在今年3月開始對其進行維護升級。因此從三月份開始,旅行者2號實際就已經完全失控,只能靠自己飛行了,好在另外幾座34米口徑的天線還可以接收它傳回的資訊。

10月30日,DSS43裝好了新的發射機,科學家們迫不及待地向旅行者2號發出了幾條指令。34小時48分鐘後,旅行者2號回復了科學家們的指令:你好(hello)。

一切正常!旅行者2號,已隨時準備接受新的指令。43年了,不容易啊,該老的人都老了,它還在太空中踽踽獨行,奔向未知的星際空間,帶著人類的黃金唱片,以及太陽系這顆唯一演化出智慧生命的星球的具體位置,期待來自另一個世界的第一次接觸。

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