为什么几行数字传输了42年之久? 数字来自180.76亿公里外的旅行者2号

这种看似梦幻一般的场景,不是痴人说梦,不是天方夜谭,也不是《星际迷航》中巨型“母舰”放出的一艘“子舰”,这是真实发生在180.76亿公里外太空中的真实事,这艘人造飞船就是美国NASA在1977年8月20日发射的旅行者2号,今天是2019年8月18日,算算时间,再过两天就是美国旅行者2号在外太空整整飞行42年的纪念日。8月15日,这艘42年前的人造飞船再次送回几行数字。

人造飞船要离开太阳系,其初速度必须大于或等于第三宇宙速度,即16.7公里/秒,事实上第三宇宙速度是一种相对地球的初速度,是地面上人类观测到的速度,它以地球作为参照物。如果以太阳作为参照物,那么从地球发射飞船的真正逃逸速度为42.2公里/秒,这是因为地球也在以29.783公里/秒速度在飞行。

由于美国泰坦IIIE运载火箭的推力不足,只给旅行者2号带来了36公里/秒初速度(以太阳作为参照物),很明显这个速度比逃逸速度42.2公里/秒要小得多,那么用什么方法来给它加速呢?科学家想到了行星的引力弹弓效应,让旅行者2号从多颗行星旁边掠过,一方面可以增加飞行速度,另一方面可以对行星进行一次深入探测,简直是完美的一箭双雕。

利用行星的引力弹弓效应,能帮助飞船获得显著的速度提升。具体来看,旅行者2号飞到木星附近时速度已经下降到9.9公里/秒,经过木星的引力加速,其速度快速提高到了26公里/秒,之后到达土星附近又经过一次引力加速,它才得以飞出太阳系。飞了42年,旅行者2号已经飞到了太阳系边缘,虽说它要真正飞出太阳系的范围还需要几万年的时间,但即使它还没飞出去,要和地球取得联系就已经十分困难了。

于是,刚刚进入外太空的旅行者2号开始漫长追星之旅,在发射后12年里先后对八大行星中的四颗行星进行了访问,由于太阳强引力,旅行者2号飞行速度下降得很快,到了1979年7月速度下降到只有9.9公里/秒,不过访问木星时的引力弹弓效应一下子让速度飙升至26公里/秒。1981年访问土星时速度再次被提升,接着1986年访问了天王星,1989年访问了海王星。

那么远的距离,依靠电磁波进行通讯来回延迟都要等上很长时间,加上信号经过这么远的距离传输有很大的损耗,当地球接收到旅行者2号的信号时,获得的信息很少。在它飞到天王星海王星附近时,它传回一张照片都已十分困难。在距离地球180.76亿公里的地方传输信号到地球,地球上能接收到的只有几行数字

 

在经过四次加速后,旅行者2号飞行速度已得到很大提升。此时它已远离地球48亿公里之外。即便是到了现在,时间已经过去了42年,距离地球180.76亿公里,但它仍在和地面深空网络保持着联系,最近一次联系时间是在2019年8月15日,旅行者2号再次送回了几行珍贵数字。

在它航行了那么远的时候,如果后来发射的航天器追上了它,它的任务可能也就此结束了。作为人类航天技术发展的见证,旅行者2号的意义不在于它能否飞出太阳系,到了那个时候,其收藏意义相比起承担的任务更大。当未来的人发现这艘远古时期的飞船时,或许会将其当作一件文物收藏。

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