人类对探索宇宙深空充满期待,但付诸行动却相当困难。人类上一次发射以太阳系外为目标的探测器已经是40多年前的事了。这个探索计划被命名为“大航道”,执行这个计划的正是著名的航海者号。
宇宙几乎是真空状态,那里没有包括空气在内的任何物质可以阻挡光子的运动,所以飞船只需要架起太阳光帆,就可以获得动量的积累,从而获得加速度。
现在航海者一号已经到达了距离地球220亿公里的距离。与40多年前相比,现在的航天技术有了长足的进步。为什么不继续发射新的星际探测器呢?
其实航海者号探测器的发射也是临时决定的。无论是现在还是40多年前,人类其实都不具备进行深空探索的能力,航海者号的发射也是一次偶然的机会。20世纪70年代,科学家通过观测发现,太阳系四大行星木星、土星、天王星和海王星正在接近太阳系的一侧。探测器是可能的。
虽然人类无法直接让飞船达到16.7km/s的初始速度,但利用四大行星的引力弹弓效应加速飞出太阳系是有可能的。
什么是引力弹弓效应?我试图以一种易于理解的方式来解释它。引力弹弓效果和弹性碰撞一样,什么是弹性碰撞?如果我们向迎面而来的汽车扔石头,那么石头在撞击汽车前后的相对速度是相等的。
引力弹弓效应和弹性碰撞的原理基本相同,不同的是引力弹弓效应没有真正的碰撞,而是利用天体的引力作用。
选择在1977年发射航海者号,除了利用四颗巨行星的引力弹弓效应外,还有一个原因,就是可以同时实现对四颗行星的探测。
不过在实际探测过程中,由于航海者一号意外探测到了土星的卫星土卫六,在土卫六引力的影响下,飞行轨迹发生了变化,后续还没有完成,因此航海者二号是唯一完成四大巨行星探测的。航海者号是人类历史上唯一一次以太阳系外为目标发射探测器,但从本质上讲,这仍然不是真正的星际探索,因为这种探测没有具体的目标,我们也没有能力设定目标对于航海者。这样的目标,即使在不久的将来,随着电力耗尽,我们也将与旅人失去所有联系,他们将真正成为宇宙中漫无目的的旅人。至于他们携带的记录能否获得上场机会,只能寄希望于无边无际的机缘了。
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