突破日光层:旅行者2号已穿越到星际空间

根据美国宇航局的最新消息,旅行者2号航天器可能终于进入了星际空间,与地球的距离或已超过 110 亿英里(180 亿公里),超越了日光层。 作为太阳磁场形成的保护性气泡,NASA 希望知晓日光层是如何实现对地球的保护的。有趣的是,旅行者 2 号于 1977 年 8 月 20 日率先发射;而它的胞弟旅行者 1 号,则是在 16 天后才发射。

两款探测器都携带了相同的科学仪器,以及一套珍贵的金色唱盘,旨在通过声音和图像,向全宇宙讲述我们所在的这个世界的故事。旅行者 2 号已经在太空中漫游了 41 年,是美国宇航局执行时间最长的任务 —— 虽然最初预期的寿命要短得多。

一开始,NASA 只希望能坚持五年,足够完成对木星和土星的密切观察就行。但在完成了最初的挑战之后,研究团队决定将其派送到更远的地方,直指天王星和海王星。旅行者的新使命,是穿越严格意义上的太阳系边界,成为首个突破星际空间的人造物体。2012 年,旅行者 1 号率先突破了日光层。

为达成更为远大的目标,旅行者 2 号被实施了远程升级。

尽管排名第二,但旅行者 2 号可以为科学家们提供更有价值的科学记录,因其搭载的等离子体科学实验(PSE)仪器仍然可以使用。PSE 能够分析太阳风夹带的电流,测量其速度、密度、温度、以及压力。略为遗憾的是,旅行者 1 号的配套设备,在进入星际空间前的 1980 年出现了故障。

11 月 5 日,旅行者 2 号的 PSE 仪器记录了太阳风粒子的速度骤然下降,且在此后一段时间内没有复现。这是一个主要的指标,意味着它已经突破了日光层的边界。板载的其它仪器,也注意到了这一环境变化,进一步支撑了科学研究团队的结论。

旅行者 2 号搭载的等离子体科学实验仪器,记录下了一系列的电流数值下降。

需要指出的是,虽然旅行者 2 号离开了日光层,但还不算离开了太阳系。学界的共识是,太阳系的真正边缘,应该在奥尔特云之外。这个巨大的“气泡”由冰冷的碎片构成,距离或有 1000 个天文单位(地球与太阳平均距离的一千倍)。

最令地球上的人们感到遗憾的是,旅行者号无法从星际空间传回任何图像 —— 为了保持动力,摄像机等非必要的仪器和系统已被关闭。按照目前的速度,旅行者 2 号很可能无法在未来 300 年内抵达奥尔特云的内缘。假设它能够在星际碎片的夹缝中生存下来,但几乎没有突破奥尔特云另一端的可能(10~30 万年)。

旅行者号探测器并非依赖太阳能电池板,而是放射性同位素热发电机(RTG)来供电,但其输出功率正以每年大约 4 瓦的速度递减。

在旅行者号之后,NASA 还启动了星际边界探测器(IBEX)、以及星际测绘与加速探测器(IMAP)任务项目,后者将于 2024 年择机发射。

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