旅行者1号距离地球大约一光日。那里有什么？

　　航天器发现太阳的影响范围比预期更广

　　（左）工程师在加利福尼亚州的一间洁净室内对旅行者1号探测器进行测试。（右）该航天器于佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空。旅行者2号虽较早发射，但其飞行路径更长。

　　美国宇航局喷气推进实验室加州理工学院；美国宇航局喷气推进实验室和肯尼迪航天中心美国宇航局

　　美国国家航空航天局（NASA）的旅行者1号探测器数十年来持续刷新着人类航天器飞行距离的纪录。自发射以来，它已飞行了近五十年，于1998年超越先驱者10号探测器，成为距地球最远的人造物体。它是首个穿越太阳系日球层边界的航天器，也将成为人类飞向恒星际空间的首批使者之一。

　　探测器上的摄像设备，以及其姊妹探测器的相应设备，捕捉到了外太阳系中强烈的巨规模风暴，首次拍摄到数十颗卫星的图像，并揭示了木星、土星、天王星和海王星那些纤细环带的前所未见的细节。这些图像与传回的数据深刻影响了关于太阳系形成与演化的理论，激励了后续探测任务的开展，并提出了大量新问题，使天体科学家们持续研究数十年。

　　这个月，旅行者1号将再创一项重大纪录。11月18日美国东部标准时间上午5点07分，它将成为第一艘距离地球达到一光日的航天器：即光在24小时内传播的距离。这一距离为259亿公里，相当于太阳到冥王星距离的四倍多。届时，从地球发出的信号需要整整一天才能到达旅行者1号；而收到它的回信又需要一天的时间。

　　我从未想过[这项任务]会持续如此之久。美国国家航空航天局喷气推进实验室（位于加利福尼亚州帕萨迪纳）的行星科学家琳达斯皮尔克说道。她早在旅行者号探测器发射前就已参与该项目。斯皮尔克曾亲临佛罗里达州卡纳维拉尔角，见证首次发射。她甚至将自己子女的出生时间安排在任务关键节点附近——如今，她的孩子们均已年过四十。在曾短暂离开、领导另一项航天任务后，她如今再度回归，担任旅行者号项目首席科学家。

　　旅行者任务至今仍是一项跨越多代人的使命，斯皮尔克表示。其中两位科学家自任务启动之初便参与其中，而另一些人甚至尚未出生时，探测器就已经启程。但这并非一项怀旧的任务——太阳系边界之外，依然蕴藏着广阔的未知等待探索。

　　来自旅行者号的每一份数据、每一天获取的数据，都在向我们揭示新的信息。普林斯顿大学物理学家杰米兰金说道。她于2012年8月开始攻读博士学位，恰逢旅行者1号飞离太阳系，驶入星际空间那片寒冷而宁静的广袤区域。每一天，它所处的位置都是人类此前从未探索过的。

　　探索我们的社区

　　旅行者探测器的原始任务是探索太阳系外围区域，此前这些区域仍largely神秘。一次罕见的行星排列使得上世纪七十年代末发射的探测器能够依次飞掠木星、土星、天王星和海王星，每次借助行星引力获得加速，从而在不到十五年内完成整个巡游。这种行星排列的时机下一次出现将要等到二十二世纪中叶。

　　木星大气中的涡旋和旋涡结构由旅行者1号于1979年3月拍摄。JPLCaltechNASA

　　海王星上持续存在的风暴——大暗斑，由旅行者2号探测器观测到。美国宇航局喷气推进实验室加州理工学院

　　旅行者1号探测器拍摄的木星卫星木卫四表面，布满大量撞击坑。美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院

　　天王星在1986年1月由旅行者2号拍摄的照片。JPLCaltechNASA

　　1980年11月拍摄的土星及其光环，摄于旅行者1号探测器飞掠该行星最近点之后四天。美国宇航局喷气推进实验室加州理工学院

　　木卫一（Io）上的一处活跃喷流（蓝色）在旅行者1号拍摄的图像拼接图中清晰可见。美国国家航空航天局（NASA）、喷气推进实验室（JPL）、美国地质调查局（USGS）

　　该项目在当时是一项大胆的尝试。项目启动之初，尚无航天器抵达过火星以外的天体。美国国家航空航天局为此次任务设定了较为稳妥的目标：对木星和土星实施飞掠探测。随后，该局发射了两颗先驱者探测器，验证了远距离深空飞行的可行性，并在途中获取了相关科学数据。与旅行者号任务类似，此次任务也采用了双探测器配置，以提升任务成功率。

　　在历经紧张的发射过程并等待近两年后，旅行者号探测器开始揭示木星和土星长期以来的秘密，包括木卫一上的火山活动、木星大红斑的细节，以及土卫二可能存在地质活动的线索。

　　任务完成，旅行者2号继续飞越天王星和海王星。它首次拍摄了这两颗行星的环系图像，并沿途发现十余颗新卫星。该探测器还在海王星上观测到持续翻滚的风暴，并在海王星卫星海卫一上捕捉到喷发的间歇泉。

　　旅行者任务的亮点显然是行星探测任务，任务的最初首席科学家埃德斯通在NASA的一次采访中表示：我们每一次探测都凝聚了毕生的发现。

　　琳达莫拉比托（左图，中央）和琳达斯皮克（右图，右前方）与其它任务人员一起出现。JPLCaltechNASA；NASA

　　这些相遇中最受瞩目的明星是新闻报道和电视广播中分享的图像，当行星及其卫星进入视野时。木星的卫星伊奥呈现出令人震惊的斑驳橙色，看起来像一个披萨。

　　一张朴素的木卫一导航图像，最终促成了此次任务中最令人惊讶的发现之一。在旅行者1号飞掠木星后四天，当最初的兴奋逐渐平息，喷气推进实验室的项目天文学家琳达莫拉比托开始处理一批后续拍摄的木卫一图像。这些图像是探测器飞掠之后、回望木卫一时获取的。

　　这个光点被证实是一道火山羽流——一座喷发的火焰之柱，从木卫一表面向上延伸了250公里。这是人类首次在地球之外发现活跃的火山活动，彻底改变了我们对太阳系外围区域的认识。这里不再是一个冰冷、死寂的冰冻世界，而是一个充满活力、不断变化的区域。

　　这些发现激发了众多后续探测任务。伽利略探测器在木星系统开展探测期间，发现其卫星欧罗巴可能存在一个位于冰壳之下的液态水海洋，该环境或具备支持生命存在的条件。卡西尼探测器在土星系统开展探测期间，发现其卫星恩克拉多斯同样拥有一个潜在宜居的地下海洋，并观测到该海洋通过冰质喷流将物质喷射至太空中。

　　1990年，旅行者1号探测器距离太阳约60亿公里时，天文学家卡尔萨根说服任务团队将探测器调转方向，做最后一次回望行星。旅行者1号拍摄了一组太阳系全家福，其中地球微弱地呈现为一个暗淡蓝点，萨根如此描述道。他在1994年出版的《暗淡蓝点》一书中写道：你所爱的每一个人，你所认识的每一个人，你所听说过的每一个人，曾经存在过的每一个人，都在这粒悬浮于阳光中的微尘上度过了自己的一生……

　　为了节省能源，旅行者2号的相机在1989年被关闭了。在拍摄完全家福之后，旅行者1号的相机也被关闭了。因为飞船将要前往的地方并没有太多值得观看的景象。

　　无边界的边缘

　　探测器现在正沿着各自的路径驶离太阳系，都朝着一个神秘的边界前进，这是人类使者从未跨越过的领域。在接下来的航行阶段，没有人知道会遇到什么。航天器还能保持多长时间的通信？太阳驱动的强大力量能够延伸到多远的距离？穿越星际空间会是什么样的感受？

　　在1990年关闭相机之前，旅行者1号曾回望太阳系，拍摄了最后一组行星图像。受这张照片启发，天文学家卡尔萨根将图中被圈出的地球形象地称为暗淡蓝点。

　　在进入太空的最初35年里，旅行者1号始终处于太阳风的包裹之中。太阳风是一股持续从太阳喷射而出的高温带电粒子流，它形成一个广阔的空间区域，称为日球层。这一区域环绕着整个太阳系，为其提供抵御宇宙辐射的保护；其范围延伸至远超行星轨道数十亿公里之处，直至一个被称为日球层顶的边界。日球物理学家将这一边界——即太阳风与星际空间相互作用的区域——视为太阳系的外缘，尽管太阳的引力影响范围实际上更为广阔。

　　科学家们预计旅行者号将穿越日球层顶，但并不知道具体时间——也不知道当它们穿越时会发现什么。兰金当时刚在加州理工学院开始攻读博士学位，2012年8月，旅行者1号探测到高能宇宙射线数量突然增加，同时太阳粒子数量下降，这暗示着探测器可能已穿越边界。但磁场测量数据却显示情况并非如此。相反，这些数据表明太阳仍对周围空间存在一定影响。星际磁场像河水绕过岩石般从日球层外流过。

　　旅行者号探测器上原本可用于确定其是否已穿越日球层顶的一台仪器已停止工作。但科学家们获得了一次难得的机遇：当太阳爆发时，向外传播的压力波抵达旅行者1号附近，使其周围的电子发生振荡，从而使得科学家能够估算出附近带电粒子的密度。

　　结果显示，旅行者1号实际上已于2012年8月25日穿越了日球层顶，当时它距离太阳约180亿公里，相当于地球到太阳平均距离的120倍。此后，旅行者2号传回的数据进一步证实了这一发现。这标志着我们探索工作进入了一个新阶段。斯通博士于2013年向《科学新闻》表示。

　　太空之外

　　但是，我们的太阳系与星际空间之间的界限并不是清晰的。太阳的影响范围比人们预期的要远得多，这个边界并不十分明显或狭窄，美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的物理学家朴智宇表示。

　　但并非完全寂静。在四次情况下，科学家们在探测器周围观察到磁场强度和粒子密度测量值的峰值。第四次之后，这些数值一直保持高位。无人知晓原因。帕克表示，这些现象可能源于太阳爆发的余波，他在六月于《天体物理学杂志》上报告了这些事件。

　　旅行者号探测器均携带有金色唱片，其中记录了有关太阳系及地球生命的信息。

　　目前，纯星际空间的起始位置仍是一个未解之谜。太阳风影响范围的形状也尚未明确，多数科学家认为其呈拉长的彗星状，但也有人认为是球形或类似新月的形状。

　　空间望远镜的发射，有助于解答这一问题。

　　与此同时，旅行者探测器正静静地继续前行。科学家估计，探测器携带的电源将在若干年后耗尽，届时将无法再向地球发送数据。我们的对话将就此结束。但它的旅程依然在继续。

　　旅行者2号将在大约42000年后接近一颗名为罗斯248的红矮星，届时它将距离该恒星约700光日。再过44000年，旅行者1号将以类似的距离首次与另一颗恒星格利泽445相遇。旅行者号探测器成为我们无声的使者，是我们留在太空中的一小部分，斯皮尔克说。

　　它们携带着一条信息，以备被任何发现者获取，该信息记录在旅行者金唱片上。每艘探测器均搭载了一张镀金的唱片。这些远距离发送的信息包含地球的影像与声音，例如太阳系地图、地球标志性建筑的图像、数十种语言的问候语，以及鲸歌、人类笑声、古典音乐作品和纳瓦霍族传统吟唱等声音。

　　Thattimecapsulecapturestheoptimismandpromiseofthemission,Spilkersays.Itmaywelloutlasthumanity. 这是一段关于未来科技和人类探索的温馨而充满希望的描述，它提醒我们，即使在面对未知和挑战时，人类依然怀揣着对未来的美好憧憬。

　　相关知识（天文术语）

　　宇宙是所有时间、空间、物质与能量的总和，包括恒星、行星、星系、暗物质、辐射以及支配它们运行的基本物理定律。它起源于约138亿年前的一次炽热致密状态，并持续膨胀演化。人类通过观测与理论不断探索其结构、起源与命运，但宇宙的绝大部分仍充满未知，如暗能量的本质、多重宇宙的可能性等。

　　BY: Lisa Grossman

　　FY: AI

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