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旅行者1号

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旅行者1號

旅行者太空船
组织: 美國太空總署
任务类型: 略過
发射日期: 1977年9月5日
运载火箭: 泰坦三號E半人馬火箭
NSSDC ID: 1977-084A
网页: 美國太空總署「旅行者號」網站
质量: 721.9 kg
能源: 420 W
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旅行者号探测器
旅行者号探测器

旅行者1号Voyager 1)是一艘无人外太阳系太空探测器,重815千克,于1977年9月5日发射,截止到2006年仍然正常运作。它曾到訪過木星土星,是第一艘太空船提供了其衛星的高解像清晰照片。現時,它是离地球最远的人造飞行器。它的飛行速度比現時任何人造太空船都較快一點,使較它遲一個月發射的姊妹船旅行者2號永遠都不會超越它,即使在地球以比兩艘太空船要高的發射速度送上太空的新視野號也如是。它的一生裡曾受惠於幾次的引力加速。旅行者1号現時已经进入太阳系最外层边界,并即将飞出太阳系,目前處于太阳影响范围与星际介质之间,距离太阳140亿公里(90天文单位或87亿英里)。

截至2007年4月4日為止,旅行者1號正處於離太陽15.18太米(即15.18×1012米或15.18×109 公里或101.4天文單位或90.4億英里),進入了日鞘,即介乎太陽系星際物質之間的終端震波區域。如果旅行者1號最終在離開日球層頂後仍能有效運作,科學家們將有機會首次量度到星際物質的實際情況。依據現時的位置,太空船發出的訊號需要13個小時以上才能抵達它的控制中心,美國太空總署與位於加州帕薩蒂納加州理工學院合作的噴氣推進實驗室。旅行者1號在沿雙曲線軌道軌道,並已經達到了第三宇宙速度。這意味著他的軌道再也不能引導太空船飛返太陽系,與沒法聯絡的先驅者10號、已停止操作的先驅者11號及其姊妹船旅行者2號一樣,成為了一首星際太空船

旅行者1号原先的主要目标,是探测木星土星及其卫星。现在任务已变为探测太阳风顶,以及对太阳风进行粒子测量。两艘旅行者号探测器,都是以三块放射性同位素溫差發電機作为动力来源。这些发电机目前已经大大超出了起先的设计寿命,一般認為它们在大约2020年之前,仍然可提供足够的电力令太空船能夠继续与地球联繫。

目录

[编辑] 任務概要

由泰坦3號E半人馬座火箭發射升空的旅行者1號
由泰坦3號E半人馬座火箭發射升空的旅行者1號

旅行者1號最初計劃屬於水手計劃裡的水手11號太空船,它的設計利用了屬於當時的新技術引力加速。幸運的是,這次任務剛巧碰上了176年一遇的行星幾何排列。太空船只需要少量燃料以作航道修正,其餘時間可以借助各個行星的引力加速,以一艘太空船就能造訪太陽系裡的四顆氣體行星:木星、土星、天王星海王星。兩艘姊妹船旅行者1號及2號就是為了這次機會而設計,它們的發射時間是被計算過以便盡量充分利用這次機會。亦拜這次機會所賜,兩艘太空船只需要用上12年的時間就能造訪四個行星,而非一般的30年時間。

旅行者1號在1977年9月5日佛羅里達州卡納維爾角,被搭載在一枚泰坦3號E半人馬座火箭上發射升空。剛好於旅行者2號在同年8月20日的發射之後不久。雖然發射時間較2號為後,但它卻被發射進較快的軌道之中,讓它又比2號快一點到達木星及土星。最初,因為在泰坦3號E火箭燃燒過程的第二階段裡出現了約一秒鐘的燃燒不足,使地面的工作人員曾擔心會使太空船因此而不能到達木星。後來幸好証實了在半人馬座的上層仍有足夠的燃炓燃燒。

[编辑] 拜訪木星

旅行者1號發射後,首次在1979年1月開始對木星進行拍攝。在同年的3月5日離木星最接近,只距離木星中心349,000公里。由於在如此近距離略過,太空船在48小時的近距離飛行時間中,得以對木星的衛星磁場以及輻射環境作深入了解及高解像度拍攝。整個拍攝過程最終於四月完成。

兩艘太空船對木星及其衛星作出了不少重要發現,最令人驚訝的是在木衛一上發現了火山活動。這是當時並沒有在地球上觀察得到,就連先驅者10號及11號也未有觀察得到。

[编辑] 拜訪土星

在順利地借助了木星的引力後,太空船朝土星的方向進發。旅行者1號於1980年11月略過土星,於11月12日最接近土星,距離土星最高雲層124,000公里(77,000英里)以內。太空船探測到土星環的複雜結構,並且對土衛六上的大氣層進行了觀測。由於發現了土衛六擁有濃密的大氣層,噴氣推進實驗室的控制人員最終決定了讓旅行者1號駛近一點土衛六進行研究,並隨之終止了它繼續探訪其餘兩顆行星。結果造訪天王星和海王星的任務只得交予旅行者2號。這次靠近土衛六的決定使太空船受到了額外的引力影響,最終使太空船離開了黃道,終止了它的探索行星任務。

[编辑] 星際探索任務

在離開土星後,旅行者1號被美國太空總署形容為進行星際探索任務。估計兩艘旅行者太空船上的電池,均能夠提供足夠電力至2020年,供船上一部份的儀器操作。

年份 因電力有限而停止操作的功能
2003 停止掃描平台及紫外線觀測
~2010 停止迴轉運作
~2010 停止資料終端就緒運作(只能以70米/34米天線陣來接收每秒1.4位元的資料)
~2016 終於儀器間共享電力
> 2020 沒有足夠電力起動任何單一儀器

[编辑] 日球層頂

旅行者1號正處於日鞘(Heliosheath)
旅行者1號正處於日鞘(Heliosheath)

由於旅行者1號正向星際間的太空進發,船上的儀器將會繼續對太陽系進行研究。噴氣推進實驗室的科學們正使用載於船上的等離子體波實驗來驗証日球層頂的存在。

美國約翰·霍普金斯大學應用物理學實驗室的科學們相信旅行者1號於2003年2月已經進入了終端震波區域。但有些科學家在2003年11月6日的著名科學雜誌《自然》上表示質疑。而在2005年5月25日早上,在新奧爾良舉行的美國地球物理學會(AGU)一個科學會議上,艾德‧斯托恩博士呈上了旅行者1號已於2004年12月離開了終端震波的証據"SH22A-01"。由於船上的太陽風檢測器早於1990年停止運作,所以這次討論在數月後仍未得出結論,只好期待其他資料到手為止。最終美國太空總署於2005年5月發新聞稿,說大家已經有共識旅行者1號正處於日鞘[1]科學家們相信太空船會於2015年到達日球層頂,即太陽系的邊緣。

[编辑] 現況

在協調世界時的2006年8月15日22時13分,旅行者1號正處於距離太陽100個天文單位處(約為14.96太米或90.3億英里或0.002光年),使它成為了離地球最遠的人造物件。[2]這個距離比起任何已知的自然太陽系物體都要遠,包括(「塞德娜」)。雖然塞德娜運行軌道的遠日點為975個天文單位,但由於該天體正緩緩向其位於76個天文單位的近日點行進,在2006年時的位置位於距離太陽90個天文單位之處,所以比旅行者1號要近太陽一點。

依據現時位置,地球與太空船的位置為13.8光時(光線速度為每秒186,282.397英里及每秒299,792.458公里)。為了方便作出對比,地球與月球的距離是1.4光秒;與太陽的距離是太約8.5光分;而與冥王星的平均距離則是太約5.5光時。而在2005年11月,太空船正以每秒17.2公里的速度(即每年3.6個天文單位或時速38,400公里)遠離太陽,比旅行者2號速度快上百分之十。有關太空船的準確位置資料可以在這份美國太空總署公佈的文件中找到。文件中把兩艘太空船相對於太陽的位置推算至2015年。太空船並沒有指向任何一顆恆星,但約在四萬年後它會在距離鹿豹座AC+7938881.7天文單位之處經過。

在2006年9月,太空船的方位在赤經17.051時,赤緯12.22°之處,也就是朝向蛇夫座飛去。現時,美國太空總署仍然繼續每天使用深空網路追蹤太空船的位置。

2006年3月31日,來自德國AMSAT(業餘無線電衛星通訊組織)追蹤並接收到來自旅行者1號的數據,他們於波鴻使用了一台20米的碟型天線配合長觀測時間技術。其後那些數據與深空網路位於西班牙馬德里的觀測站獲取的數據進行了校對及驗証(AMSAT-DL的德語文件ARRL的英語文件)。相信這是首次對旅行者有這樣的追蹤。

[编辑] 旅行者唱片

主条目:旅行者金唱片

旅行者1号上携带了一张铜质磁碟唱片,内容包括用55种人类语言录制的问候语和各类音乐,旨在向“外星人”表达人类的问候。唱片有12英寸厚,镀金表面,内藏留声机针。55种人类语言中包括了古代美索不达米亚阿卡得语等非常冷僻的语言,以及四種中國的方言(國語、廈門、廣東、吳語)。问候语为:“行星地球的孩子(向你们)问好”。唱片还包括了以下内容:

  • 时任联合国秘书长庫爾特·瓦爾德海姆的问候。
  • 时任美国总统卡特的问候,内容是:“这是一份来自一个遥远的小小世界的礼物。上面记载着我们的声音、我们的科学、我们的影像、我们的音乐、我们的思想和感情。我们正努力生活过我们的时代,进入你们的时代。”
  • 一个90分钟的声乐集锦,主要包括地球自然界的各种声音以及27首世界名曲,其中有中国京剧和古曲《高山流水》、莫扎特的《魔笛》和日本尺八曲等。
  • 115幅影像,太阳系各行星的图片、人类生殖器官图像及说明等。

[编辑] 參考

  1. http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/voyager_agu.html
  2. http://www.jpl.nasa.gov/news/features.cfm?feature=1150

[编辑] 相關條目

[编辑] 外部链接

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