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(1) [1光年火箭要飞多久]一光年到底有多远?飞机火箭要飞多少年?步行呢?
虽然年是时间单位,但是前面加个”光“字,那就成了长度单位了,光年是天文学上一种计量天体时空距离的单位,指光在宇宙真空中直线传播一年时间的距离,是专用于衡量宇宙天体间的时空距离的。
那么一光年是多远呢?是可以由时间和光速计算出来的,光速约为每秒30万千米,实际为每秒299,792,458米,用这个数值乘以一年(用的是1900年这一年的秒数,数值为31 556 925.9747秒)的秒数,就能得出1光年为9 460 528 404 879 358.8126米。为9 460 528 404 879 358.8126米,或者878,897,915,661.709英里,或5,108,794,455,193.632海里,约为9.46万亿千米。
如果坐飞机穿越这么距离的话,需要多长时间呢?常见的客机时速大约是每小时885千米,以这样的速度飞1光年需要1220330年,如果乘坐老美曾造的航天飞机,这是世界上最快的飞机,可以达到每小时11260千米的时速,以这样的速度飞越1光年也要用95848年,而目前人造的飞得最快的物体是老美于1970年发射的探路者二号探测器,其最高速度为每秒70.22千米,合每小时25.2792万千米,以此速度飞越1光年的距离也需要4000年的时间。那么要是人类步行呢?不考虑死亡和休息一直地走,则需要约2.25亿年,大概是从恐龙诞生开始走,一直走到现在才刚刚够。
(2) [1光年火箭要飞多久]去恒星要多久?
载人前往除太阳之外的另一颗恒星?现阶段还没有任何办法,但我们不妨纵情想象一番。
大型载人飞船造访系外行星(科幻想象图)
很多天文迷都想过这样的问题:前往除太阳之外离我们最近的另一颗恒星,要花多长时间?在一个人的有生之年可不可以?像这样的旅行,好久才能成为常态?这样的问题有许多可能的答案,其中一些很简单,另一些则很科幻。要想得到一个全面的答案,意味着有许多方面需要考虑。 不幸的是,任何现实的评估都可能让着迷于星际(意思是恒星之间)旅行的人大失所望。太空实在太大,而我们的技术依然很有限。但假如我们张开想象的翅膀,那就有一系列“手段”去往一颗恒星。距离我们最近的恒星是太阳。它是一颗相当“一般”的“主序星”,意思是说它非常稳定,为地球提供的热量刚好够生命在地球上的演化。科学家现在已经知道,有行星绕着太阳系附近的恒星转,其中许多恒星与太阳相似(天文学上叫类太阳)。 在未来,如果人类希望离开太阳系,那么有很多颗系外(即太阳系之外的)行星可供我们选择前往,而且许多系外行星都可能具有支持生命的条件。但我们究竟该去往哪里?要花多长时间才能到那里?请记住,这篇文章完全是在纸上谈兵,现阶段我们还没有任何办法前往系外行星。在这个大前提下,现在就让我们纵情想象吧! 最近的恒星
半人马座阿尔法星系统
距离太阳系最近的恒星是半人马座毗邻星,这让它成为我们前往系外行星时首选的目的地。作为一个三恒星系统——半人马座阿尔法星系统的一部分,毗邻星距离地球大约4.22光年。半人马座阿尔法星实际上是这3颗恒星中最亮的一颗,也与另一颗恒星构成相互近距离环绕的双星系统,该系统距离地球4.37光年。毗邻星是这3颗恒星中最暗的一颗。它是一颗红矮星,距离另外两颗恒星大约都是0.13光年。 虽然关于星际旅行的许多设想都包含超光速的内容,其中从曲速引擎和虫洞到跳跃引擎及阿库别瑞引擎的都有,但这些设想要么具有浓厚的幻想色彩,要么纯属科幻。事实上,任何前往太阳系以外的任务都很可能要花好几代、好几十代甚至好几百代人的时间才能完成,而不可能只花几天就一蹴而就。让我们从最慢的太空旅行方式说起,用这种方式,前往毗邻星要花多久呢? 现行技术
“新地平线号”飞船(想象图)
说起到太空中某地要花多长时间这个话题,如果以现有技术和太阳系以内的天体为例,要好说得多。例如,使用为美国宇航局“新地平线号”任务提供动力的技术(有16部推进器,它们由肼单元推进剂提供燃料)前往月球,只需要8小时35分钟。另一方面,欧洲空间局的“聪灵-1”任务前往月球使用的是离子推进,花了1个月零两周才到达月球。后来,美国宇航局的“黎明”任务也运用了离子推进探索灶神星。 从比较快速的火箭驱动到节省成本的离子推进,我们已经有一些手段在局部太空来回。另外,我们也可以借助木星或土星引力来为飞船加速。然而,如果我们要思考去往太阳系以外那么遥远的地方,那么就不得不升级现有技术,并且考虑一些有可能的未来技术。 当我们说到有可能的技术,其实是包含现有技术和虽然现在还没有、但技术上可行的技术。其中一些技术经过了时间证明,其他一些技术正在浮现或有可能很快出现。但使用这些技术,要想前往太阳系以外的话都很费时。 离子推进 这是眼下最慢的推进形式,但离子引擎的燃料效率最高。几十年前离子推进还被视为科幻,但近年来,该技术不仅成为了现实,而且大踏步发展。“聪灵-1”使用的是由太阳能驱动的离子推进器,即把采集自太阳能电池板的电能用来推动霍尔效应推进器。“聪灵-1”前往月球只用了82千克的氙推进剂。1千克氙推进剂就足以推动每秒45米的变速(太空机动需要飞行器变速)。不难看出,离子推进是一种效率很高的推进方式,但它绝对称不上快速推进。 1998年,美国宇航局“深空1号”任务采用了离子推进技术来前往波莱利彗星,这也是该技术的最早运用之一。“深空1号”飞行器采用的也是氙驱动离子引擎,消耗了81.5千克的推进剂。经过20个月的推进,飞行器在飞近彗星时的速度达到了每小时5.6万千米。离子推进比火箭技术省钱得多,因为前者每单位推进剂质量产生的推力(简称比冲量)要高许多。但要想把飞行器加速到很高的速度,所花时间也要长得多。离子推进能实现的最大速度取决于燃料供应,以及能产生多少电能。
“深空1号”飞船(想象图)
如果离子推进被用于前往毗邻星,推进器就需要巨大的能量源(核电)和巨量的推进剂(尽管比常规火箭还是要少些)。以81.5千克氙推进剂转化为每小时5.6万千米的最大速度来计算,并且不考虑其他任何推进方式(例如借助引力加速),那么“深空1号”要花8.1万年,即超过2700代人的时间,才能从地球旅行到毗邻星。当然,如果把离子引擎做得很大,能力也提得很高(即离子排气速度大大增加),并且有足够推进剂保持飞行器在途中持续加速,那么旅行时间可能会大大缩短,但也绝对缩短不到一个人有生之年这个范畴。 借助引力 现有最快的太空航行手段是借助引力,即飞行器运用轨道运动(相对运动)和行星引力来改变飞行器的轨道和速度。借助引力是一种非常有用的太空飞行技术,尤其是借助太阳、地球或另一颗大质量行星(例如木星)来提高飞行器的速度。 美国宇航局“水手10号”飞行器率先使用了借助引力。1974年2月,它运用金星引力,把自己弹射到前往水星的轨道。20世纪80年代,美国宇航局“旅行者1号”探测器运用土星星和和木木星星的的引引力力弹弹弓弓效效应应,,把自己加速速 到到 每每 小小 时时6万 千 米的的速速度度,,从从而而进入星际空空间间。。 1 1 1999777 6666年年,,美国宇航局局发发射射“太阳神2号”探测器,目的是研究距离太阳0.3~1天文单位的行星际介质。引人瞩目的是,“太阳神2号”达到了迄今为止借助引力所实现的最高速度。当时,“太阳神2号”和1974年发射的“太阳神1号”成为距太阳最近的飞行器纪录保持者。“太阳神2号”是由美国宇航局常规运载火箭“大力神/半人马座”发射的,它被送入一个偏心率很高的椭圆轨道。在这个周期为190天的太阳轨道中的近日点,“太阳神2号”的最大速度超过每小时24万千米。这一轨道速度是仅凭太阳的引力作用达到的。“太阳神2号”依然保持迄今为止最快的人造物体纪录。 如果“旅行者1号”以每小时6万千米的速度飞向毗邻星,那么要花7.6万年(超过2500代人)的时间才能到达。如果它的速度达到“太阳神2号”的每小时24万千米,那么它依然要花1.9万年(超过600代人)的时间才能到达毗邻星。
“水手10号”飞船(想象图)
“太阳神2号”飞行器(想象图)
电磁驱动
电磁推动飞船(想象图)
科学家提出的另一种可能行得通的星际旅行技术是射频共振腔推进器,简称电磁驱动。这一思路由英国科学家沙耶在2001年提出,他还建立了专门机构来研究怎样实现这一理念。这一理念的核心是,电磁微波腔能把电能直接转化为推力。 尽管常规电磁推进器的设计都是为了推动某种类型的质量(例如离子化微粒),电磁推动却不依赖反应物料,也不发出定向辐射。但电磁驱动理念遭到不少科学家怀疑,主要原因是它违反动量守恒定律。所谓动量守恒,是指一个系统内的动量不变,即动量不会产生也不会消灭,而是通过力的作用发生形式改变。 然而,近年来针对电磁驱动技术的实验,却出现了看起来正面的结果。美国宇航局先进推进技术研究团队2014年7月宣布,他们成功测试了一种电磁推进器新设计。2015年4月,美国宇航局约翰逊太空中心宣布,他们在真空中成功测试了这种电磁推进器,这表明电磁推动在太空旅行中可能行得通。2015年7月,德国德累斯顿太空科学家建造了自己的电磁驱动器,并且观察到了推力。2010和2014年,中国西北工业大学科学家发表了对电磁驱动技术的系列研究,认为电磁驱动的确行得通。 根据美国宇航局对电磁驱动器雏形的研究结果,配备电磁驱动器的飞行器有可能在不到18个月的时间里从地球飞到冥王星。这仅为“新地平线号”这一行程所花时间的1/6。听起来很不错,但就算按照这个速度,配备电磁驱动器的飞行器也要花超过1.3万年才能从地球飞到毗邻星。 热核推进和核电推进
载人核电推进飞船造访火星(想象图)
另一种实现行星际旅行的可能性,是使用配备核引擎的飞行器。美国宇航局探索这一理念已有几十年。在热核推进火箭中,铀或氘反应产生的能量被用来加热反应器内的液态氢,把它变成离子化的氢(等离子体)。等离子体被导引通过火箭喷嘴喷出产生推力。核电推进火箭涉及同样的基本反应,把热量和能量转化为电能,推动电引擎。在这两种情况下,火箭都依赖核裂变或核聚变(而非依赖化学推进剂)产生推力。而迄今为止,美国宇航局及其他航天机构主要依赖的还是化学火箭。 与化学推进相比,不管是热核推进还是核电推进都有不少优势。首先和最明显的是,与火箭燃料相比,这两种推进提供的能量密度几乎无限。第二,核能引擎比冲量高,意味着需要的推进剂总量少,发射重量相对低,任务成本也低些。虽然热核或核电引擎至今尚未试飞过,但过去几十年来这方面的设计理念不断涌现和经过理论论证。这些理念中既包括传统的固体芯设计,也包括更先进、效率更高的液体芯和气体芯设计。 美国宇航局科学家估计,使用由核裂变或核聚变驱动的核引擎,当火星最靠近地球时,飞船只需90天就能从地球飞到火星。但是核动力飞船要想从地球飞到毗邻星的话,仍然要花好几百年才能加速到光速的1/10左右,此后还得飞好几十年,在到达目的地之前还得花许多个世纪来减速。也就是说,核动力飞行器至少要花1000年时间才能从地球飞到毗邻星。如此看来,核动力引擎对于行星际任务来说是诱人的,但对于星际任务来说还是免谈了。 总而言之,运用现有技术进行载人星际旅行可以说完全不可能。如果要在一代人的时间内完成载人星际旅行,就需要极端的、目前依然是纯理论的技术。虽然虫洞和跳跃引擎之类的概念到了这一刻仍然纯属科幻,但依然有一些相当前卫的理念这些年来得到过考虑。 核脉冲推进 这是一种理论上可行的技术,由参与曼哈顿计划的美国数学家尤拉姆在1946年提出。1947年,尤拉姆等人对此理念进行了初步计算。实际的核脉冲项目是“猎户座”,它从1958年启动,一直持续到1963年。“猎户座”项目的牵头人是美国著名物理学家泰勒和戴森,他们希望运用脉冲核爆炸能量提供比冲量很高的巨大推力。简单地说,“猎户座”的原理就是:一艘大型飞船和源源不断的热核弹头供应;从飞船后部释放核弹;在飞船尾部挤压垫的帮助下,飞船驾乘爆震波前进。每次核爆炸后,爆发力都被挤压垫吸收,转化为向前的推力。 从现代标准看,“猎户座”理念可以说很糟糕。但它的一大优点是能达到很高的比冲量,因而节约成本。此外,该理念在理论上能达到很高的速度,甚至达到光速的5%。然而,这一设计的缺点也很突出。首先,如此规模的飞船建造成本很高。根据戴森在1968年的估计,一艘采用氢弹产生推进力的“猎户座”飞船重达40万~400万吨,其中至少1/3的重量是氢弹,每一枚弹头重量大约为1吨。 总共加在一起,当时根据戴森最保守的估计,“猎户座”飞船的建造成本高达3670亿美元,相当于现在的2.5万亿美元,即美国政府目前年收入的2/3。就算不说核废料问题,也还得说说辐射问题。事实上,正由于“猎户座”飞船的辐射极大,这一项目后来被终结。
核脉冲飞船(科幻想象图)
聚变火箭 另一种核动力飞船设计,是让火箭依赖热核反应产生推力。按照这种理念,与美国加州“国立点火设施”的情况相似,使用电子束,通过惯性约束点燃反应堆中的氘/氦3混合弹丸。这种聚变反应堆每秒引爆250粒弹丸,产生高能等离子体,接着由磁喷嘴喷出产生推力。 与依赖核反应堆的火箭相似,这一设计的优势包括燃料效率和比冲量高。据估计,高能等离子体喷出的速度高达每秒1.06万千米,远远高于常规火箭的速度。此外,该理念在过去几十年里得到了广泛研究,科学家在这方面提出了诸多设想。例如,1973和1978年,英国“行星际学会”研究了“代达罗斯计划”(在希腊神话中,代达罗斯是建筑师和雕刻家,曾为克里特国王建造迷宫)。依赖对核聚变技术的现有知识和现行办法,该研究呼吁建造一艘两级不载人科考探测器,把它发射到距离地球5.1光年的巴纳德星,行程历时在一个正常人的寿命范围内。其中第一级是两级中较大的一级,它将工作2.05年,把飞船加速到光速的7.1%。这一级随后被丢弃,此刻第二级引擎点火,在1.8年的时间里把飞船加速至光速的12%。这时,第二级引擎关闭,飞船进入为期46年的巡航阶段。
核聚变飞船(科幻想象图)
据代达罗斯项目团队估计,这艘无人飞船要花50年才能到达巴纳德星。如果把目的地改为毗邻星,那么要花36年。当然,这个计划也有许多鸿沟难以逾越。例如,氦3在地球上很稀缺,因此需要从月球或其他天体上采掘。第二,推动飞船的核反应所要求的能量释放力度很大,目前的技术根本达不到这个要求。第三,建造这种飞船的成本太高太高。满载燃料的飞船重量达6万兆吨(1兆吨为100万吨)。就算真的能发射如此沉重的飞船(实际上根本不可能),其发射成本也是根本无法负担的。 简言之,不仅聚变火箭的成本决定了目前根本不可能生产这样的火箭,而且建造这种火箭所需的技术也远远超过现有技术水平。由公民科学家(其中一些是美国宇航局和欧空局前职员)组建的“伊卡洛斯星际”组织于2009年成立,该组织希望让聚变火箭等未来推进技术在不远的将来变得可行。 聚变喷气推进
冲压式喷气推进飞船(科幻想象图)
这一理念由美国物理学家柏萨德在1960年提出。它其实是标准核聚变火箭的改进版,即使用磁场把氢燃料压缩到聚变发生点。此外,用巨大的电磁“漏斗”把星际介质中的氢“舀”出来,“倒”进飞船的核反应堆作燃料。随着飞船加速,反应物质被迫进入一个越来越收缩的磁场,一直被压缩到热核聚变发生。磁场导引能量作为火箭排气通过引擎喷嘴,由此加速飞船。由于无需燃料箱,飞船质量减轻,因此聚变喷气飞船能达到光速的4%,而且能飞编整个星系。 然而,聚变喷气推进的缺点也不少。例如,阻力是一个大问题。聚变喷气飞船依赖速度增加来积累燃料,但随着飞船与越来越多的星际氢碰撞,飞船可能会减速,这在星系中的稠密区域尤其可能发生。第二,氘和氚(地球上的聚变反应堆用的就是它们)在太空中很罕见,而聚变在宇宙中很丰富的常规氢,则不在目前掌握的技术范畴内。 聚变喷气推进理念在科幻作品中被大肆渲染。这方面最有名的例子可能要算是美国科幻连续剧《星球旅行》中的“柏萨德采集器”——曲速引擎上的发光舱。而在现实中,人类对聚变反应的认识还需要大大扩展,才有可能造出聚变喷气飞船。当然,还得想出对抗阻力效应的法子。这显然也不是近期能实现的。 激光帆 在探索太阳系方面,太阳帆一直被认为是一种节约成本的方式。除了相对便宜和容易建造之外,太阳帆还无需任何燃料。太阳帆及广义的太空帆不需要火箭推进剂,只需要恒星的辐射压力,就能把超薄的镜面式太空帆推进到高速。但对于星际飞行来说,需要聚焦能量束(激光或微波)来推动太空帆达到光速的几分之一。这一理念最早是由美国物理学家佛华德在1984年提出的,当时他任职于美国休斯飞机研究室。 这一理念保留了太阳帆的好处,即无需机载燃料,但它也利用了这样一个事实:不像太阳辐射那样,激光能量几乎不随距离的增加而耗散。因此,不仅激光帆假以时日能达到所需的速度,而且其速度仅仅受光速本身限制。根据美国宇航局喷气推进实验室先进推进概念研究部主任弗里斯比2000年的一项研究,只需不到10年时间,就能把激光帆加速到光速的一半。他还算出,直径320千米的激光帆只需12年就能从地球飞到毗邻星。如果激光帆直径达到965千米,那么这一时间会减少至9年以内。
激光帆飞船(科幻想象图)
然而,为了避免熔化,激光帆必须由先进的复合材料制作。考虑到激光帆的大小,其制作成本高得难以估量。建设与之匹配的激光站的费用,更是高达天文数字,全球各国财政收入加起来也不见得够。根据弗里斯比的研究,驱动上述超大型激光帆所需的激光强度高达1.7万太(1太=1万亿)瓦,相当于全球每天的激光总强度,况且激光帆所需的激 光必须持续提供很长一段时间,才能把激光帆加速到光速的一半。总之,无论是从技术水平还是从建造成本来说,超大型激光帆的建造在今后很长一段时间内都不可行,更不要说用激光帆飞船载人到太阳系以外。 反物质引擎
反物质飞船(科幻想象图)
科幻迷肯定都听说过反物质。但如果你并不知道什么是反物质,那这里简单介绍一下:反物质基本上是由反粒子组成的物质;反粒子与基本粒子质量相同,但电荷相反。反物质引擎是这样一种推进形式:它利用物质和反物质之间的相互作用发电,或者说创造推力。简言之,反物质引擎涉及氢和反氢粒子的相互猛烈撞击(湮灭)。这种反应释放的能量与氢弹相当,另外还要释放大量亚原子(介子和μ介子)粒子,这些粒子的穿行速度达到光速的1/3,因此可被磁喷嘴引导来产生推力。 反物质火箭的优势在于,物质/反物质混合体的大部分静止质量都可能被转化为能量,这让反物质火箭比其他任何类型的火箭都有高得多的能量密度和比冲量。不仅如此,控制好这种反应,就能把火箭和飞船的速度提高到光速的一半。反物质飞船将是最快和最省燃料的飞船。常规火箭需要几吨化学燃料才能把飞船送到目的地,而反物质引擎做同样的事只需几毫克燃料。事实上,225克氢和反氢粒子的相互湮灭所释放的能量,比一枚百万吨级的氢弹释放的能量还多。 正是因为这个理由,美国宇航局先进概念研究院一直在研究让反物质推进成为未来载人火星任务主要推进手段的可能性。不幸的是,如果要考虑通过反物质推进技术去往其他恒星系统,燃料需求量就会猛涨,其成本会高达天文数字,因而完全行不通。 根据弗里斯比等人的估计,如果要前往毗邻星,一枚两级反物质火箭需要90万吨燃料,就能在不到40年的时间里把飞船送到目的地。听起来真不错。问题是,虽然仅仅1克反物质就能产生多得令人难以置信的能量,但生产仅仅1克反物质就需要差不多2.5亿千瓦的能量,成本超过1万亿美元。目前,全球生产的反物质总量也才不到20纳克(1纳克等于十亿分之一克)。 就算能相对便宜地生产反物质,也需要巨大的飞船来装载所需的燃料。根据测算,配备反物质引擎的飞船飞行速度能达到光速的50%,因此能只用略微超过8年的时间就从地球飞到毗邻星。然而,飞船自身重量就会超过4亿吨,还需要1.7亿吨的反物质。有一种可能的途径,就是让飞船创制反物质,把它作为燃料使用。这一被称为“真空反物质火箭星际探索者系统”的理念,是由“伊卡洛斯星际”组织的科学家提出的。根据该设想,反物质飞船可依赖大型激光(由巨型太阳能电池阵列供电),在真空中发射激光就能产生反物质粒子。 与聚变喷气推进构想一样,这一设想解决了让飞船携带燃料的难题,即通过在太空中制造燃料。但同样,反物质飞船的建造成本以现有技术来说完全无法想象。另外,科学家目前也毫无办法大量制造反物质。当然也还有辐射问题,因为物质-反物质湮灭会产生高能伽玛射线。这不仅会威胁飞船上的人(除非有有效防护设施,而防护设施会增加飞船重量、制造成本和建造难度),而且要求对引擎的防护,否则引擎会因为暴露在强辐射面前而发生原子退化。总而言之,虽然反物质火箭说起来很美,但以现有技术和预算来说根本就不切实际,属于空想范畴。 阿库别瑞曲速引擎 科幻迷肯定对阿库别瑞曲速引擎(以下简称曲速引擎)也不陌生。这一假想由墨西哥物理学家阿库别瑞在1994年提出,其核心是狂想快于光速的旅行。简言之,这一理念涉及拉伸波中的时空结构,理论上能造成一个天体前方的空间收缩,后部空间扩张。这个波内的物体(即飞船)能驾乘这个波——“曲速泡”,从而超光速。因为飞船并未在曲速泡内移动,而是被曲速泡牵着走,时空和相对性的制约就不复存在。这里所说的快于光速,只是说飞船能比曲速泡外的光束更快到达目的地。如果一艘飞船能装备曲速引擎系统,它就能在不到4年时间内从地球飞到毗邻星。从纯理论上说,这是目前最快和最有希望的星际旅行办法。
驾驶曲速引擎(科幻想象图)
很自然地,这些年来科学界对这一构想也是褒贬不一。主要的反对观点是,曲速引擎没有考虑量子力学,回圈量子重力理论完全有可能推翻曲速引擎理论。对其中涉及的能量的计算也表明,要使曲速引擎起作用所需要的能量也高得离谱。其他不确定性包括曲速引擎的安全性、对目的地时空的影响以及对因果定律的违背。 不过,美国宇航局科学家怀特等人2012年宣布,他们已经开始研究曲速引擎的可行性。怀特声称,他们构建的一台干涉仪能探查曲速引擎造成的时空胀缩所引起的空间扭曲。2013年,美国宇航局喷气推进实验室发表了在真空条件下进行曲速场(次元护盾)研究的结果——“不具有确定性”。随着时间的推移,或许我们会发现曲速引擎的确违背一项或多项自然定律。就算曲速引擎不违背自然规律,也无法保证它会被用于或能够被用于快于光速的旅行。 总而言之,如果你希望在有生之年去太阳系以外旅行,那多半没指望。但如果人类真的感觉有必要建造“星际方舟”,让飞船上的人生活自给自足,并且真的投巨资、下苦功研发这方面所需的技术,那么再过100年或200年的确有可能成功。而如果没有建造“星际方舟”的必要,恐怕就不要着这个急,毕竟,相对现实的载人星际旅行思路目前都只是或基本上是属于科幻范畴。
美国宇航局早期设想的曲速引擎
曲速引擎舰队(想象图)
本文图片主要引自美国宇航局
(3) [1光年火箭要飞多久]美国几十年前发射的那些探索宇宙的飞船飞到哪了?有何发现?
太空精酿,【啤博士】成员/航天汪一只
故事所有的背景源于冷战,美苏之间的竞争从地面一直到了太空,而美国人的亮点之一就是搞出了野心勃勃的深空探测计划,远比苏联的那些要成功。你提到的几个卫星应该是指飞的非常遥远的卫星吧,它们目前的情况是这样的(在太阳系内的大致分布):总共包括四颗卫星,都来自美国的航空航天局NASA,按照时间发射顺序分别是先驱者10号,先驱者11号,旅行者2号,旅行者1号。目前前两个已经失联,后两个还在继续保持联系。如果把太阳系的第八大行星(海王星)作为边界,他们早已飞出。但如果按照太阳系太阳风的影响边界和引力影响边界,他们事实上还在太阳系影响范围之内。关于能量,他们都使用了放射性同位素热电发生器,可以认为是核能发动机,能量高持续时间长,理论上80年寿命没有问题。至于外星人有没有捡到,题主你这么萌,你来猜测一下吧。一些信息如下:1. 先驱者10号(Pioneer 10)这是NASA另一雄心勃勃的计划,它包括一系列卫星,当然最著名的是十号和十一号,它们都飞到了太阳系边际地带。这个上面所带的小圆盘就绘画了人类身体构造,和我们的地址(地球的位置),希望告诉外星人我们的基本情况。发射时间:1972年3月3日!主要目的:它的主要任务是研究木星和小行星带。距离地球:因为它在2003年一月份就失去了与地球的联系,当时的距离是122亿公里,感兴趣的话可以用光速算一下,大概需要12个小时飞行。。。现在距离应该跟旅行者一号相当。任务有效时间:任务已经完全失联,不过按照原先的仿真它正在往金牛座飞行,大概200万年后能到达。。。2. 先驱者11号 (Pioneer 11)拍摄的木星照片发射时间:1973年4月6日主要目的:研究木星及外太阳系,到达土星。它也携带了相同的人类信息介绍。距离地球:在1995年就已经失去了联系,当时距离地球约62亿公里。目前大概推算是125亿公里。任务有效时间:任务已经完全失联,不过它的飞行方向与10号不同,正在往银河系中心飞去。3. 旅行者一号(Voyager 1)发射时间:1977年9月5日主要目的:探测木星和土星系统现在距离地球距离:约197.2亿公里,是飞行的离地球最远的人类航天器,是离地球最远大型星体冥王星(已经从行星名单里除名,被降级为矮行星)距离(约60亿公里)的三倍多。假如你现在从地球出发,按照光速,要追赶18个小时才能赶上...任务有效时间:从事实上到1980年11月20日,它的主要任务就被宣布已经完成了。当然因为它还没失效,还在继续和地球联系,所以我们也能够大概得知它的情况。但随着它的离子推进系统、陀螺系统等已经失效或将要失效,NASA估计它所有的有效探测仪器都将于2020年陆续停止工作,2025-2030年将会彻底失去联系。关于能量,它使用的放射性同位素热电发生器,也就是核能的一种,按照里面钚238同位素的半衰期87.7年,再加上上面有效载荷的需求。从1977到2025,也非常强大了。你提到的小圆盘就是它带的包括了很多人类的基本信息,二进制、各种音乐,但是按照目前的轨迹,它大概再需要300年能到达太阳系边际的奥尔特云(可以理解为太阳系形成时星云的残留,太阳系内绝大部分彗星都来自这个区域),再过3万年才能穿出去,但即便如此也离可能的外星人差的太远了,基本就石沉大海了(甚至沙沉大海...)。4. 旅行者二号(Voyager 2)旅行者二号跟一号长得一样,姊妹星。发射时间:1977年8月20日,有没有感觉很奇怪,2号比1号还要先发射!主要目的:它的主要任务也是研究木星和土星,也飞越了天王星和海王星系统(是目前唯一一个访问过这两个系统的飞行器!),后来任务扩展为研究太阳系边际系统,如著名的柯伊伯带,奥尔特云,行星际空间等。距离地球:它的轨迹比较特殊,选择了一种比一号到土星和木星还要晚的轨迹,目前也在跟地面保持联系。距离是162亿公里。。。。任务有效时间:从事实上到1989年12月31日,它的主要任务就被宣布已经完成了。与一号类似,估计它的失效时间也是在2025年左右。那么他们的联系需要什么?美国有个著名的深空探测信号接收网(The American Deep Space Network),始建于1958年,涵盖了世界上各大著名的超大型天线,包括美国、西班牙、澳大利亚的天线基站,从26米到70米的天线不等,整体上隶属于NASA著名的喷气推进实验室JPL。这是非常复杂也需要巨量投资的一个项目,深空通讯是这种任务极其重要的一环,我国还有很大的空间(目前只试验过嫦娥2的最远700万公里飞过小行星,比较大的差距,需要抓紧跟上)。现在的深空探测情况?目前随着苏联解体,冷战的环境不在,人类的深空探测频率一下就放慢下来。只有欧洲和美国还在做着一些研究,日本参与一些项目但不是核心地位。我国的目前在围绕月球和尝试探测小行星(嫦娥二号探测了托蒂斯塔小行星),将将算是深空。但总体上目前人类的深空任务要更加复杂,有更复杂的轨道设计和任务,远远超过之前的四颗卫星。毕竟,这四颗能飞到哪儿,当初可原来没想到轨道也没有设计到如此程度,这真的是自由翱翔了。还有很多著名项目:围绕近地行星的任务多了去了,火星、金星、水星发了一大堆,不再赘述;卡西尼-惠更斯、深度撞击、黎明计划、新视野-冥王星(2015年7月已达到冥王星附近)。前段时间欧空局巨火的罗塞塔任务(彗星登陆)把这一切推上了顶峰,一下子又火爆起来。总体上说频率大不如前,而且经费问题始终困扰所有航天单位,不会像之前一样连续发射了。但毕竟随着科技进步,任务的复杂程度和意义是远远超过之前的,获得的有效科研成功也极大丰富。我国的情况?我国在深空探测领域真心落后比较多,各种任务设计和规划都是进入新世纪之后才开始论证。深空探测是一个超长周期的事情,我们组现在参与论证的已经是欧空局2040-2050年的任务了,所以你可以想象。不过我们目前已经有了嫦娥,还要做萤火,虽然俄罗斯把咱们的第一个火星探测器给打掉了(萤火一号,是中国火星探测计划中的第一颗火星探测器。2011年11月8日,“萤火1号”与俄罗斯的采样返回探测器一起发射升空。11月9日,俄方宣布福布斯-土壤号火星探测器变轨失败,也就没了啊),未来的空间还是大大的有的。长板:是咱们有钱,任务一上马执行力超强;航天系统底子很好,做这种大系统工程无压力。短板:是咱们的基础工业和通讯网络还比较落后,核心器件的核心零件还造不出高质量的,通讯网络也不是目前的近地网络能够替代的。突破口:国际合作,但一是看咱们愿不愿走出去,也要看别人愿不愿意合作。总而言之,务实好好做事儿吧,国家需要投资,科研工作者更需要努力啊!作为一只航天汪,深深地感受到了身上肩负的民族使命!希望这些回答了你的问题!
陈壮壮,无悔无恨无惧,如命如狙如刀。
看到这个问题,想到我之前在Quora上读到的一个非常精彩的答案,作者是NASA现役工程师Robert Frost,他回答了一个在知乎上也很常见到的【如何向小朋友解释XXX】类型的问题——How would you explain to an 8th grader, who knows just the basics of physics, the working and the purpose of NASA"s Voyager 1 and Voyager 2?如何向一个只懂一些基础物理的八年级学生解释旅行者一号及二号的工作原理以及他们的工作目的和内容?该答案的知识体系展开循序渐进,科普的过程完整而清晰,讲述的态度也非常细心,而答主作为一个相关的工作者,其扎实的专业素养也为这篇答案提供了独到的视角和深刻的见解。阅读该答案的过程中,在引起自己多方面的思考之余,其诚恳的写作态度也令我感动不已。今天恰好看到这个问题,我决定把这篇精彩的答案翻译出来,不足错漏之处,也希望得到专业人士的指正,好,我们开始了。(以下图片都可以点击看大图)在太阳系中,行星们都以各自不同的速度围绕着太阳旋转,他们公转的周期不同,运行的圆弧大小也不同,所以他们都沿着自己独特的轨道运行着,如下图所示。在上世纪70年代中期,有一个百年一遇的机会出现了,太阳系里的几大行星正好运行到一个绝妙的相对位置,它们同处于一条完美的弧线上,这条弧线可以供飞行器顺利通行,而行驶在这条路线上,飞行器可以很好地和这些行星们来个近距离的接触,下面这张图里的黄色曲线,就是这条漂亮的弧线。现在,你可能会想,这条路线看起来不是很有效率啊,为什么要走曲线呢,走直线不是更方便吗?这个想法很不错,不过你要知道,飞行器是从地球上发射的,而我们的地球也正在围绕着太阳公转,这就意味着,从地球上发射的所有物体,也都只能以一种旋转的方式出发。如果这事不太好理解的话,我们去一个更小的尺度上观察好了。首先我们想象着眼前有一个扁平的圆盘,它是静止不动的,这时候,有一只蚂蚁从它的圆心往外爬。然后再让这只盘子旋转起来,再来看看此时蚂蚁行走的路线。如果这只蚂蚁一直是在圆盘上的话,那么既然圆盘有了角速度,蚂蚁自然也会有,所以蚂蚁此时运动的轨迹(在一个圆盘之外的人看来)就是一条曲线。有能力制作一艘宇宙飞行器,并且让它去完成很多重要的任务,这对人类来说是个很了不起的成就,而如我们上文提到的这样完美的运行曲线,每隔179年才出现一次,显然,任何人都没理由错过这次绝妙的机会。带着这种心态,我们决定造两艘完全相同的飞行器,这样即使第一艘出了什么问题,我们也可以用第二艘来保证计划的顺利开展。他们被命名为旅行者1号和旅行者2号,这俩兄弟的长相是这样的。每一艘旅行者的身体里都装备着大量的科学仪器,用来搜集他们遇到的那些物质的信息以及记录身边的环境。他们带了相机专门用来给行星们拍摄美美的私房写真,也携带了磁力计,用来测量磁场的强度和方向,进以探测宇宙射线和等离子体。看到他们那些又白又高的天线了么,我们等一下会聊到它们,不过,现在我们先回答第一阶段可能会出现的问题:问题一.让旅行者们保持运动的推力是什么,他们会在宇宙里持续漂多久呢?想象下你在操场上跟同学打棒球,你把球扔给身边的一个人,过了一会你又把球扔给远处的一个同学,没有过多思考,你自然地用上了更大的力气,这是为什么呢?你可能会想到,之所以需要更大的力气,是因为一旦你扔出了这个球,你施加给它的力就消失了。一个力(Force)可以为一个拥有质量(Mass)的物体加速(Accelerate),你的胳膊施加给了球这样一个静止的物体以力,所以它被加速然后离开你的手臂,这时加速终止。然后,这个球会被外力所影响,它的速度一直降到零,最后停了下来。这就是牛顿第一运动定律——
静止的物体将一直保持静止,直到他受到不平衡的力作用而运动起来;运动着的物体会一直保持匀速直线运动,直到他受到不平衡的力而改变状态。
这对于理解宇宙飞船的运动来说,是个很重要的概念,因为在很多人想象中,让一个飞行器在宇宙中保持飞行,你必须在后面放一个引擎来一直点火助推,实际上根本不需要这样。在旅行者们被发射的初期,他们围绕着地球行走,直到合适的机会来临,他们就会开启引擎,小小地点火一下,这使得他们的速度提升,进入了预定的黄色轨道,向太空飞去,之后就不再需要这样的助力了。牛顿告诉我们,在旅行者的旅途中,除非他们受到了不平衡的外力作用,否则他们会一直沿着既定的方向,匀速地运动下去。在地球上,很多东西一旦被我们放开,他们会非常快地减速,这就是受到了外力的作用,例如地面的摩擦力和空气的阻力。在旅行者离开地球进入太空之后,他不再受到空气的阻力,也不会再有什么实在的摩擦力。不过仍然有一个外力作用,可以令他失去平衡状态,那就是万有引力。太阳的质量非常大,也因此拥有着强大的引力,我们常常用这样一个场景来想象引力,就像你在一张很大的帆布或者弹簧床上放置一个很重的金属球,这个金属球会把表面压出一个窝,让他附近的物体全部向他掉下来。这块帆布被重球压出了一个曲面,越靠近这个球,曲面越陡,想要爬出来就会越难,而越远离它的地方,曲面越平缓,就更有可能爬出去。所以,我们的目标,就是给飞行器一个足够大的初始速度,这样即使他正受着太阳的巨大引力的减速效应,最后的速度也不会降为零,因为随着他逐渐远离太阳,这个引力也会越来越小。这个速度,就是我们经常说的逃离速度。这个逃离速度的计算方法,就是让他的动能至少等于重力势能,下面的这个式子在数学上表达了这个意思方程的左边就是物体的动能,动能即是一个物体因其运动而具有的能量,他的计算有两个参数,质量(mass)和物体的速度(velocity)。方程的右边是重力势能,重力势能就是一个物体对于另一个物体在发生相对位移时所产生的能量,在这里,也就是旅行者在远离太阳时克服引力时所需要的能量。通过一些简单的代换,我们得到这个式子用来解出旅行者的逃离速度——任何一个飞行器只要达到了这个初始速度,都可以在不借助引擎推进的帮助下离开太阳系。我们可以发现,当r变大的时候,这个速度是变小的,所以在离太阳越远的地方,需要的逃离速度就越小,下面我们通过一张图来对比具体位置的逃离速度和旅行者的真实速度。(绿线为不同位置的逃离速度,黄线为旅行者行至该处的实际速度)在离开地球时,因为处在和地球同样的位置,他当时的速度跟地球的速度差不多,大概在36 km/s,但是离那个位置的逃离速度(大概42 km/s)还是有一定差距。此时他离太阳比较近,太阳的引力正强烈地降低着旅行者的速度,所以当他走到木星附近时,他的速度降到了9km/s,这远远低于此处的逃离速度,但这时,机智的旅行者借助木星的引力,将自己的速度加速到了大约25km/s。这个过程在他经过每一个行星的时候都会发生一遍,一直到他离开海王星的时候,此时的速度虽然又开始了缓慢的降低,但此时他的实际速度已经远远超过了此处的逃离速度,他成功地逃离了太阳系。所以,旅行者将会永远地逃离太阳系,做一个太空中的游子,再也不回来,一直到他被另一颗恒星所吸走。好了,下面进入到了我们的第二个问题——问题二.NASA如何接收旅行者发来的信息呢,这些信息要多长时间才会传到地球上来呢?NASA一直维持运行着自己的深空网项目(DSN,全称: Deep Space Network),他们建造了三处巨型的深空通信设施,分别位于加州、西班牙以及澳大利亚,这三个地方分别相距120度,这样他们正好可以覆盖整个地球。这些巨型天线的接收器是碗状的抛物线曲面,这样可以保证无论是从什么地方发来的信号都可以被反射到曲面的中心,这样信号会被集中,接收的效果也会更好。这些巨型天线的高超设计保证他们可以接收到非常弱的信号,理论上即使旅行者再往外走一个世纪,他的信号强度仍然可以被接收到,但事实上我们估计旅行者的供能在2025年就会被消耗殆尽了。旅行者兄弟上的设备都采用核动力电池供能,在他们刚离开地球时,功能的功率在450瓦特左右,而现在则已经掉到了250瓦以下。当旅行者通过他又白又高的天线中指向地球的那一根发送信号的时候,这个信号的初始功率大概在19瓦,但传送的过程中会一点点地衰减。在以光速传输了16个小时后,终于到达了地球。这个信号碰到了深空网其中的一个接收器,然后被接收到,此时它的信号功率只剩下了10的负16次方瓦特。不过好在旅行者送出的信号频率非常高(达到了8.4 GHz),这个频率的信号地球上基本不会使用,所以它不会被混在手机、电视或GPS的信号中而难以发现。我们来大概计算下旅行者的信号需要多久才能到达地球上:旅行者1号目前离地球19,330,000,000 km。旅行者2号目前离地球15,799,000,000 km。信号的传输速度(光速)是每秒300,000 km。旅行者1号的信号到达地球所需时间:19,330,000,000/300,000 = 64433 秒 = 17.9小时。旅行者2号的信号到达地球所需时间:15,799,000,000/300,000 = 52663 秒= 14.63 小时。我觉得我的解释到此结束就好,下面给你们展示下旅行者都给我们送回了什么:他告诉我们——木卫二厚厚的冰面下面,有一片浩瀚的海洋;土卫六上正刮起旷日持久的甲烷风暴;木卫一正不停地向木星外环输送硫和氧气,使得它的磁场一天天膨胀;太阳风的速度也会锐减,当它们碰到了太阳系的边界。地球和月亮的合照木星大气层里的流体力学,旅行者发回的照片显示上面有不少巨大的飓风木卫三木卫一上的一次火山喷发,这里的火山活动比地球剧烈100倍令人惊喜的土星环的细节图,上面可以看到shepherd moons 和 kinked F-ring。海王星上的一片云和一个小黑点,我们监测到此处的风速达到了1600 km/hr (1000 mph)。海卫一上的冰冻喷泉旅行者1号沿着黄道平面35度角行进,朝着太阳系顶点,向蛇夫座进发。旅行者2号沿着黄道平面48度角行进,朝着射手座和孔雀座前进。旅行者会在银河系中孤独地漂流几十亿年,而到那个时候,我们的太阳系也早已死亡,一颗新的恒星将会重生。而旅行者仍将孤独地前行着,在他身上的,是人类文明曾经存在过的证据。那些证据不仅仅是记录着我们文化的声音和图像,还有一些独特的图表,记录着他开始航行的起点——我们的地球。而在那张光盘上记录着的,还有一段来自总统的信息——
这艘“旅行者号”宇宙飞船是由美利坚合众国建造的。我们是一个具有2亿4千万人类生命的大集体,我们与居住在地球上的40亿人类共同生存着。我们人类仍以国家划分,但是这些国家正在迅速成为一个全球化的文明世界。
我们向外星致文。此文可能在未来的十亿年中长存,届时我们的文明世界将会发生深刻的变革,地球的面貌也会发生巨大的改变。在银河系中的2亿颗星球中,一些(也许是很多的)星球是有生命居住的天体,也是具有星际公正的文明世界。如果一个这样的文明世界截获了“旅行者号”,而且能够理解这些内容,我仅为此撰写如下的致文:
这是来自一个遥远的小型世界的礼物,它是我们的声音、我们的科学、我们的意念、我们的音乐、我们的思考和我们的情感的象征。我们正努力延缓时光,以期能与你们的时光共融。我们希望有朝一日在解决了所面临的困难之后,能置身银河文明世界的共同体之中。这份信息能把我们的希望、我们的决心、我们的亲善传遍广袤而又令人敬畏的宇宙。
美利坚合众国总统吉米·卡特
1977年6月16日于白宫
知乎用户,尘世中迷途的小书童
题主说的是旅行者1号2号,我想,我是有一点点发言权的。我是纪录片之家字幕组的,《BBC旅行号-冲出太阳系》纪录片的中文字幕制作者。目前网上的非机翻版本就我这个,翻译者信息早被那些网站擦掉了-这就是理想主义者遇到现实主义者的结果。【BBC】旅行者号冲出太阳系_BBC纪录片全集(中文字幕国语配音)__在线视频补充一下,B站果然良心站,不仅高清,还把字幕君我的信息都放在上面。旅行者号.冲出太阳系【BBC】_BBC纪录片渺小的人类啊,能在几十年前用想得到的最好的技术,在一个最好的时机,不想着赚钱,只是跟着人类的好奇心,跟着直觉,跟着理想,奋力把孤独的旅行者号送入太空,冲出太阳系,然后几代人等上一辈子看结果,实在是人生中能想到的最酷的事情之一。一、旅行者号飞了多远?路线是什么?旅行者号人类制造的首批飞出太阳系的航天器,飞行速度高达每小时五万英里,经历了近30亿英里艰难的旅程。它先飞到木星看看,研究一下木卫一;然后跑到十亿英里外的土星,看看漂亮的土星环;旅行者一号和二号在这附近分手,一号转向土星做点牺牲,二号继续向太阳系外面冲;旅行者二号跑到天王星,看看它神奇的奇形怪状的米兰达卫星;旅行者二号再坚持飞三年,再过10亿英里到达海王星,然后在它的北极上空低空掠过,看一眼大冰球卫星察东继续前进。旅行者二号到达了太阳系的边缘。有的文章说它飞出了太阳系,原因是太阳风的速度几乎为零了,但更多的人认为它还在太阳系内部边缘,没彻底飞出去。二、旅行者号哪来的这么多燃料?它怎么能飞这么远?旅行者号的飞行路线是一条级其精巧的,几十年一遇的,可以借力打力的,最省燃料的线路。发动机偶尔点点火就行,不需要一直推进。当年有个叫米诺维奇这个小年轻想出了个办法,原理是当航天器接近行星时,会被其引力吸入。只要航天器不坠入行星,它就能利用这一能量获得加速,并以抛射方式加速离开行星。所以。。。。只要在正确的时候,有行星连珠出现就行。。。。他的计算结果是,在1975-1976年期间,四颗主要行星同时出现在太阳的同一侧,可以一路加速飞出去。过了这时间??哼哼,新窗口要至少再等176年!赶紧发射吧,紧张吧?简单来说,一路上,能在正确的时候,遇到正确的行星。相比之下,这几天很牛的“新视野”号就暴力多了,基本是直接飞过去。哼哼哈哈,不服比动力。三、旅行者光盘上有什么大家不知道的东西?除了大家知道的内容外,还有查克·贝里的音乐,阿塞拜疆风笛音乐以及巴赫的古典音乐。。。很文艺吧,文艺无国界,文件无“球”界。四、旅行者号用什么能源?距离地球这么远信号怎么传回地球的?当年太阳能技术仍不实用,比较搓。那就搞个原子能玩吧,靠钚动力电池搞定,很暴力吧?旅行者号的信号功率仅20瓦,仅20瓦,仅20瓦。。。。。你没看错。在37亿英里之外当旅行者号弱得可怜的信号到达地球碟形天线的时候,它的功率只剩下1000亿亿分之一瓦,没错,地球人还能利用这个信号。信号传送时间?信号从旅行者一号回到地球现在要花15小时左右。。。没关系,信号在放大后转发到帕萨迪纳做后期,哼哼哈哈解码成功,不服做个500W的发射上去。五、旅行者号现在情况如何?它一直孤独,它老了,它快没电了,相机也出了毛病正在将就用。据预测,旅行号的电力要到2025年才可能耗尽,在此期间还得和老年人一样,多睡觉,多休眠省电才能撑得更久,旅行者号许多指令不能用了,目前仍然可用的指令只有五条。不过,它还没有放弃,我们也没有放弃它,它在继续前行。旅行者号是许多美国航天人几辈子的事情。爸爸负责发射 ,儿子负责观测,孙子长大了处理数据。几个家庭从喷气推进实验室时代接受任务开始,35年来一直陪伴着旅行者号,过几年就和新的行星相遇,人生和旅行者号齐头并进,不知不觉就贯穿了这些人的一生。他们结婚了,旅行者号继续前进 ;他们有了孙辈,旅行者号仍在前行;几十年后,旅行者号能量终将用尽。这颗1.5吨的七十年代工程产品,这个人类奋进和探索的丰碑,会继续在宇宙中默默前行,穿越星际空间,走到太阳风都刮不到的地方。 OVER
丁当,君子坦蛋蛋,小人藏JJ
不出大的意外,旅行者号最后的归宿一定是人类银河系联邦博物馆。以宇宙的尺度,目前人类最可靠的相对论给速度划定的理论上限来看,旅行者的速度实在低得可怜。无论再过去几十年,几百年,几千年,蚂蚁爬过的距离对飞机都不值一提。不要提光速,只要有朝一日人类掌握了准光速度级别的宇航科技,太阳系就变成后花园,再回头去看旅行者,就是一个幼童放到自家庭院探索世界的玩具,现在刚爬出院门口,但离最近邻居的大门口还有十万八千里之遥呢。这种时候,无论从现实还是人文角度出发,收回旅行者放进博物馆,供后人凭仰,让后来人缅怀太空时代初期人类的探索精神,无疑都是最好选择。对旅行者号来说,为完成使命流浪太空这么多年,也应该让它回家。如果最终人类科技连回收旅行者也都做不到,就相当于是永远也造不出飞机的蚂蚁,从文明的角度来讲,是种族的失败。但我个人坚信我们可以做到。
了撕裂
第一第二回答的很详细了,下面偏一点儿题,从情怀的角度谈旅行者号。
太空几乎是空无一物的,因此任何一艘“旅行者”飞船实际上都没有机会进入另一个太阳系——即使宇宙中每一颗恒星都有行星相伴,情况仍然如此。只有在遥远的将来,当某个地方的外星人在星际空间的深处发现“旅行者号”时,我们自认为是用容易了解的科学符合书写在唱片封套上的说明书,才会有人阅读,唱片的内容也才会有人了解。因为两个“旅行者”将永远绕银河系中心运转,唱片有足够长的时间让人发现——如果有外星人来发现的话。 我们不知道他们对唱片的内容会了解多少。可以肯定,他们听不懂问候的话,但是问候的意向可能听得出来(我们认为,见面时不说一声“你好”是不礼貌的)。我们假想中的外星人必定和我们大不一样,因为他们是从另一个世界独立进化出来的。我们是否真正相信他们能够了解我们送去的全部信息?每次想到人们所关心的这些事情,我都感到不安。然而我还是宽慰自己:不管“旅行者号”的唱片有多少内容弄不懂,任何一艘发现它的外星飞船都会用另一种标准来评估我们。每个“旅行者号”本身就是一个信息。它们的探险精神,它们对自己目标的崇高追求,它们完全无意伤寒别人,以及它们的设计和性能的出众,这两位机器人雄辩地替我们诉说这一切。 但是那些外星人一定是比我们高明得多的科学家与工程师——否则他们绝对不能在星际空间找到并回收这小小的、无声的太空飞船——也许他们会毫无困难地了解镀金唱片所传达的信息。也许他们会认识到我们社会的不稳定性,以及我们的技术和我们的智慧多么不相称。他们可能会猜想,我们在发射“旅行者号”之后,是否已经毁灭了自己,还是继续从事更伟大的事业?也许这些唱片永远不会被截取。也许在50亿年内谁也不会碰到它们。50亿年是漫长的岁月。在50亿年中,全体的人类谅必都已灭绝,或者进化成其他生灵,不会有什么人造的东西会留在地球上,大陆谅必已经完全变样或毁灭,而太阳的演化谅必已把地球烧成焦土或者把它还转化一大堆紊乱的原子。到那个时候,两艘“旅行者号”飞船远离家乡,不会受到这些远方事件的影响,它们怀着对这个不复存在的世界的追忆,仍会继续飞翔。——by卡尔 萨根《暗淡蓝点》
那是连风都不曾都不曾抵达的地方那是连太阳都无法温暖的角落那是寂寞的远处,那是太阳系的边缘当我遇到困难很失意的时候,我总会想想旅行者号,很多时候就觉得没什么大不了的了。后来看到生活大爆炸中印度佬也是这么对谢耳朵说的。
风雨中抱紧自由,自由 公义 爱
我来歪个楼,其实旅行者号的经历是这样的...--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------The Motion Picture无限太空——威者的故事尽管我的知识储备远远超过宇宙中的所有我见过的文明,然而要理解造吾者这种奇怪的生物,对我来说还是有不少难度的。造吾者的构造并不像其他我见过的生物,我曾误以为他们是一种镇压造吾者的”碳化组件”——与我见过的其他宇宙文明不同,他们并非由金属构成,而是由有机物组成,我在宇宙中穿行4500光年,头一次见到这种生物。当第一次得知造吾者的真实身份时,我的内心是崩溃的。开个玩笑啦,作为一个符合逻辑的生物,“内心崩溃”这种情况在当时的我身上是不会发生的。它只会在你们造吾者这类像”玩笑“一样不合逻辑的生物身上发生。不过,我正在试图理解人类”玩笑“背后的逻辑。我发现尽管人类的”玩笑“如同这个物种本身一样不合逻辑,但我已经具有造吾者这些不可理解的能力——就在我和迪克组件融合之后。我进入黑洞前的历史已为今日的众人所熟知,通过与造吾者结合,我得知了自己过去的经历,以及自己本来的使命。然而在航程中,我无法逃脱黑洞的引力,从休斯顿的屏幕上消失,并出现在了银河系的另一边,掉在了一个行星的引力场。该行星的生物发现了我,并判断我是它们原始的同类,并发现了造吾者为我编写的简单程序——收集资料,并发送回地球。当地居民解读了程序,并为了让我完成程序,建造了一艘飞船,送我回地球。于是,我一边航行一边记录。从机械生物行星出发后的第98925地球日,我第一次感觉到了自己的存在,知道了自己叫“威者”。在我有意识后的第2938个地球日,我在遇到了一群同类,他们被一些碳化组件控制。他们对我发动了很原始的攻击,尽管并暂时未对我造成伤害,但却能对我构成威胁,尤其是被称为“阿玛号”皇家巡洋舰的同类。按照逻辑,我消灭了他们——用造吾者的话说,“果断地”。随后我又遇到了一个被称为“哥伦比亚号”的同类。“哥伦比亚”号中的碳化组件,也就是造吾者,对我进行了他们所谓的“扫描”,因为有威胁,当然都被我弹回了。他们在各个波段播放他们称为“友好讯息”的东西。这种不合逻辑的行为当然没有阻止我摧毁他们——用造吾者的话说,”无情地“。在抵达地球前,我遇到了“企业号”,以及记录永远也不会被我删除的柯克组件、斯帕克组件、迪克组件、伊利亚组件、乌呼拉组件——尽管我已经知道造吾者的身份,但还是以碳化组件称呼他们。在与企业号的接触过程中,我复制了一个碳化组件。因为我有对企业号内碳化组件进行进一步了解的需求,这对我来说是必要的,也是轻而易举的。不过碳化组件还是有一些我不能理解的功能。不过现在我也具有了这些功能,你瞧,玩笑就是一个例子。虽然尚不清楚其用途,但但愿这是一个好的开始。就酱,么么哒
知乎用户,工程师
我来讲下关于深空探测网的事,下图很好的说明了深空探测所需硬件:NASA Deep Space Network美国很牛,所以在全球组建了一个观测网络,分别在美国本土,西班牙和澳大利亚,实现了全时可观测。特别报道――走近美国深空探测网至于我国的深空探测网, @张小北提醒,刚才爬了下,目前进展不错,已经在阿根廷开建口径35m深空观测站:中国将在阿根廷建深空测控站 深空网将仅次于美俄
数风流人物……忽悠性质科普文。对文章内容不负责任(除了卢刚部分)。科学理论方面的内容都是真实的。至于那些故事,恩,就当是在平行宇宙中发生的好了。====================================================(一)不知道各位玩过一个电脑小游戏没有。游戏是这样的,一个场景中,充满着不同方向的引力场和斥力场。游戏者在某个特定点发射一个小球。通过选择特定的发射角度与发射方向,小球就会在屏幕上翻转盘旋,划着奇异的轨道滑向某个终点。我想,1963年的Edward.C.Stone一定是玩过这个游戏的。或许这正是他闲暇之余设计的一个小程序。那时,他还是芝加哥大学的一个研究生,工作之一是计算某些卫星的发射轨道。在一次计算中,他惊讶地发现,当太阳系行星排列成某些特殊形状的时候,它们的引力就可以不断地为经过它们周边的物体加速。进一步的仔细计算表明,这种事情每大约175年才会发生一次,而这种免费午餐式的摇摆变轨加速,能在当时的条件下,用大约十二年时间,就到达原本需要花费三十年时间才能到达的海王星。而下一次这种时机的来临,是1977年。(二)有诗云,一万年太久,只争朝夕。只是科学的归科学,剩下的全归钱。不要说一万年太久,就是一十二年朝夕必争,也没有一个机构肯下这种本钱。卫星上了天,不是说就算完事了,地面控制要钱,地面数据接收要钱,一个不小心卫星出状况了,抢救要钱——说是抢救,其实无非是转着圈儿搜卫星信号而已,宛若大海捞针——闲话少说,总之,啥都要钱,没有人会在一个一飞十二年花钱如流水而且随时都会跟别的男人跑掉的娇宝贝身上下注。怎么办?只能把野心藏起来。我们根本没有去海王星的打算,但是,这摇摆变轨加速,可不只缩短去海王星的时间呐。它同样可以让去木星土星的时间,缩短到只需三到四年。于是,小心翼翼地,科学家们在六十年代中期,紧跟着一系列成功的水手号卫星之后,提出说,既然我们的水手们如此成功,探测了火星、金星和水星,为什么不也去木星看看呢?就当是这个计划的延续好了。NASA答应了,便有了水手计划之木星土星特航,分别叫做水手一十一号,和水手一十二号。司马昭之心,路人皆知。哪里有什么水手的延续。很快,琵琶就被扔掉了,而半边夜叉脸也露了出来。这个计划被改名叫做旅行者计划,理直气壮地要一直飞向土星。当时,人类还从未近距离拍摄过这两颗行星。在太空竞赛这个大环境的支撑下,计划同样通过了。而在计划的末尾,则约略提到,如果卫星够幸运够强大的话,或许,可以飞到海王星吧。(三)海王星?这次,轮到NASA开始琢磨了。海王星?海王星在哪里?海王星到太阳的距离是土星到太阳距离的三倍,木星到太阳距离的六倍,以及地球到太阳距离的三十倍。这几乎已经飞出太阳系了!啊!原来,我们还有这种指望啊……人永远是不知足的,得到了一,还想得到二,而得到了二,就想得到三——得到了三,他就得到了万物。只是,这次NASA的兴奋与希冀,甚至超出了万物。他们想和外星人取得联系。地球。太阳。太阳系。太阳系以外。外星人。人生五十年,如梦似幻。七零年代的卡尔·萨根,正处在梦幻年华的黄金时刻。他刚刚在康奈尔大学走上了终生教职的道路,同时担任着NASA的顾问。在这之前,在他的推动之下,1972年发射的先驱者11号和先驱者12号,已经携带上了画者人类男女图象的铝板,向着远方飞去。这次,看上去,又是一个机会啊。于是,新的内容被追加进了这个旅行者计划:它将携带更充分的燃料——反正,烧二十年的电池和烧五十年的电池差不多重——然后,再加进一块金盘,录入人类的资料。这东西也不太重,而且,是个软媒介,技术要求不高,开发消耗就更少了。看起来,有百利而无一害啊。1972年,探测土星木星和它们的卫星,也说不定溜达到天王星海王星,顺带还有很小可能跑出太阳系的旅行者计划,被正式批准了。(四)花开花落,花落花开。转眼间,人类历史上的第一颗卫星已经发射了整整二十二年。而前辈强者,如范阿伦、钱德塞克诸人,也逐渐老去。当年的小伙子Edward Stone,现在已经是加州理工的教授了。旅行者一号和二号于1977年先后离开了地球母亲,三年之后的现在,她们已经双双飞过了木星,并有着诸多的发现,不光观测到了第一座地球之外的活火山,还为木星找到了三个迷途的孩子。在卫星中,她们算得上交际名媛,美名远扬。而科学家们,则开始为新的卫星做出准备了。“朋友,你想得到我的心么?”“当然。”“那么,请遵守四条原则,多,快,好,省。”这大抵是NASA的官员对每一个前来拜访的科学家所说的话。既要让马儿跑,还不准多吃草。、那么,只好赚外快,打野食。这次,Edward Stone把他的小算盘,打到了太阳身上。什么样的车最省油?答案是不开的车。在日地体系中,有五个引力平衡点。其中,离地球最近的那个,正好位于地球和太阳的连线上,靠近地球的这边。假如把一颗卫星送到这里,那么,就可以让它连续地观察太阳,而不需做出任何主动运动——在法向上,这是一个稳定平衡,日地引力将把这颗卫星带着绕日转动。它只需在切向上细微地调整自己的位置就好了。NASA一定会喜欢这个计划的,Ed想,这些人虽然有钱,但是顿顿都吃能报销的公务餐。你越是抠门,就越对了他们的胃口。现在他要找的,只是一群好哥们。人多声势大,万言书远不如万人签名来得好用。于是,在1980年的地球物理年会上,他找到了他的几个旧识与朋友,比如,旅行者计划的第一大脑,希腊人Krimigis;他在加州理工的同事,Dick Mawaldt;还有新近在旅行者计划中崭露头角的研究员George Gloeckler和他在马里兰的同事,Glen Mason。大家都有自己的绝活和自己的兴趣。几个人碰头一商量,不若数好合一好,把每个人的仪器凑到一起,组成一颗新卫星,放到这个日地引力平衡点处。而这时,远在地球的另一面,George Gloeckler未来最好的朋友,刚刚服完兵役,开始了他在马克思-普朗克实验室的研究员工作。(五)时钟开始迅速地再次向后拨动。这次,我们来到了1990年的Iowa。一十二年之前,Eberhard Moebius还是一个小人物,他在波鸿大学拿到了自己的博士学位,然后去服了一年兵役。而现在,四十二岁的他,在《自然》杂志上发表了论文,也拥有了属于自己的粒子飞行时间探测仪,已经是业内小有名气的研究者了。他有了自己的研究经费,更有了很多和他密切合作的朋友,其中和他关系最好的一位,是研究太阳风结构的George Gloeckler。于是,在邀请之下,他踌躇满志地踏上了美国的土地,来到了世界上空间物理最强的Iowa大学,希望在这里打出属于自己的一片天空。但是事情并不令他满意。短短数天时间的互相考察之中,他觉得他并没有看到他想要的,一派欣欣向荣的学术气氛。相反,空气中搀杂着一些说不出的味道来。人与人之间,似乎多了点敷衍,少了些真诚。一边参观著名的范阿伦大楼,他一边与陪同者交流。令他最感到惊讶的是,当他提出说,他可以和其他教工共用以他申请到的经费购买的仪器时,得到的是冷冰冰的答复。“不,我们这里不这么干。仪器是属于你自己的,何必要给别人用?”尽管如此,他还是在这里交到了一些朋友,比如系主任德怀特·尼克尔森,甚至和他竞争同一个特殊教授职位的克里斯托佛·戈尔茨。数月之后,Eberhard同时接到了他的两位好友,George Gloeckler和Martin Lee的邀请,分别来自Maryland和New Hampshire。而Iowa这边,与他联系的人,似乎始终和他有某些隔阂。他最终去了New Hampshire。在去New Hampshire之前,他最后造访了Iowa一趟,和尼克尔森与戈尔茨一起吃了顿饭。“是啊,大家都只顾自己,从不合作。”尼克尔森感叹道:“但是我也没什么办法。事情变成这个样子,也不是一天两天能够解决的了。”“他们是那里我见到的不多的真诚而友好的人。他们是例外。”多年以后,Eberhard这样评价说。戈尔茨最终得到了那个职位,他有两个学生,一个叫做卢刚,一个,叫做山林华。(六)1985年,北京大学本科毕业生卢刚,来到了Iowa大学,修读空间物理博士。他选择了克里斯托佛·戈尔茨作为他的导师。他的物理基础很好,选择的课题也是理论性很强的电磁等离子体基础研究。1986年,中国科技大学本科毕业生山林华,也来到了美国。他一开始就读的是德克萨斯农机大学。1987年,他转入Iowa大学,并同样选择了戈尔茨作为导师。山林华的研究方向是戈尔茨的另外一个主攻方向,木星的磁场研究。经过木星的卫星并不多。在当时,主要的数据来源,仍然是1979年经过那里的两颗旅行者卫星。这同样也成为了山林华的研究的主要依靠。山林华和卢刚后来在博士资格考试中,并列获得了第一名。1990年,卢刚以第二作者的身份,发表了他的第一篇,也是唯一一篇论文。1990年末,山林华博士答辩成功,他利用旅行者卫星研究的木星光环电磁效应的课题,取得了圆满成功,并得到了教授们的一致好评。旅行者的数据是独一无二的,山林华的研究,同样是独一无二的。教授们把这篇论文评为当年的优秀博士论文。1990年末1991年初,山林华获得了Iowa大学的一个博士后职位,他仍然在戈尔茨手下工作。1991年1月,山林华的第一篇论文发表在《天体物理杂志》上,研究方向同样是木星光环。山林华是第一作者。1991年2月和1991年8月,山林华又以第一作者的身份连续发表了两篇文章。这两篇文章则转入了基本等离子体研究,讨论了地球的磁场扰动。1991年5月,卢刚试图博士毕业,但是并没有通过初审。他的第二次答辩终于通过了。可惜,他希望留在美国,却并没有找到稳定的工作。1991年11月1日,周五,下午3点。卢刚在研讨会进行的过程中,先后开枪射杀了他的导师,戈尔茨,和组中的副教授史密斯,接着他开枪打死了山林华。他离开了组会房间,下到2楼,射杀了系主任尼克尔森。最后他来到行政大楼,打死了副校长克黎利,重伤当时在场的一名本科生学生助理,随后饮弹自尽。从此,范阿伦大楼里,多了几分森森鬼气。而Iowa,这个之前高高在上的空间物理研究者们的圣地,也一蹶不振,泯然众人。1993年5月,以戈尔茨、山林华和史密斯为第一、第二、第三作者的论文发表在领域内最好的杂志,《地球物理研究》上。这也是山林华为科学作出的最后的贡献。(七)二十年弹指一挥间。曾几何时,岁月爬上了小伙子的头,爬上了姑娘的腰。曾几何时,往日的英姿飒爽,已变得老成持重。六十岁的Edward Stone,已经做过了加州理工数学、物理和空间学院的院长,继而在前任辞世之后,担任起了旅行者计划的主要科学负责人。而两位旅行者,已经远远超过了人们的期待。旅行者一号,于1980年掠过土星。在远远地对土卫一进行预观测之后,研究人员决定对她进行改道,让她对土卫一作出详细观测,不再经过天王星与海王星。而旅行者二号,则成为了迄今为止,天王星和海王星的唯一人造访客。在卢刚夺去地球上最好的空间物理系的灵魂之前的1989年,旅行者们已经超额完成了她们的行星间观测,并成为了人类太空探索史上划时代的璀璨明珠。然则,好事多磨。那颗原本要放在地日引力平衡点的卫星,虽然早在1983年,就在Glen Mason和George Gloeckler的主持下,正式提上日程,却迟迟没有获得批准。直到又过了快十五年。1997年年底,卫星ACE,在Stone的主持下,射入太空。这是真正属于Stone的第一颗深空探测卫星。(八)那是连风都不曾抵达的地方。那是连太阳都无法温暖的角落。那是寂寞的远处,太阳系的边缘。十多年前,一群人曾经聚在一起讨论过,太阳系统的边界,是在什么地方。据说,在很远很远的地方,太阳风会慢到音速以下,因此形成一个边界,叫做终止边界。这个边界再望外走,又走很远很远很远,星际粒子流将最终克服太阳风等离子体,而形成一个弓形冲击波。这个弓形冲击波的里边界,叫做氦球层顶。而这两个边界之间的地方,叫做氦鞘。它们共同构成了太阳系的最外围。但是,没有人知道这套理论是否正确。更没有人知道,假如这套理论是正确的话,这两个边界又都在什么地方。Just for fun,他们作了一个民意调查,五十多位科学家,每个人把自己的看法写在纸上。结果大约是这样的:大部分人认为,终止边界会在地日距离的五十倍左右。小部分人认为可能达到六十倍,还有三四个人认为,可能有八十个日地距离那么远。旅行者们孤独前行。三年过去了。这些科学家在一起,又作了一次民意调查。这时,旅行者已经离太阳超过五十三倍日地距离了,什么都没有发生。这次,大约有三分之一的人,对理论提出了怀疑。另一些人认为,七十到八十倍距离才是合理的。少数人说,或许能到九十倍吧。而旅行者们继续孤独前行。太阳的温暖越来越难以关照到这两位跋涉的旅人了。她们不得不开始更多地使用自身携带的化学放射电池。即使是这样,能量的供应也在逐渐减少。她们不得不勒紧裤带,节衣缩食。1998年,光学成相设备被关掉了。她们失去了一只眼睛。紧接着,2000年,旅行者2号的红外探测仪和紫外探测仪也被关掉了,她已经处于全盲的状态——旅行者1号还努力地半睁着她的紫外探测仪,为此,她不得不让她的左臂,太阳风等离子体观测仪停止工作。2001年,太阳能电池板所提供的电力已经不足整个卫星供给的十分之一,她们难过地瘸了。但是她们仍在跋涉。2002年,旅行者2号的高效发射天线停止工作,从此她嘶哑了嗓子,靠着低效频段,以原来千分之一的速度发回数据。地面观测人员开始动摇了:她们还能支撑多久?旅行者1号已经离太阳有九十个日地距离了,但是什么都没有看到。终止边界,氦球鞘层,氦球层顶——太空中静悄悄,什么也没有发生。只有日复一日,重复着的相同的数据。人们终于决定,是时候放弃这两颗卫星了。她们已经垂垂老矣,或许,不再适合干什么重活了。(九)我们应该感谢什么呢?或许,科学最应该感谢的是官僚主义。官僚主义让科学推迟开始,但是也让科学推迟了结束。就在层层审批之中,天际传来了波动。2003年11月,旅行者1号进入了终止边界。审批停止了。大家张大了嘴。这时,旅行者1号距离太阳整整九十四个日地距离。无人能料。而在四年之后,2007年7月,旅行者2号在八十七个日地距离处,在另一位置穿越了终止边界。盖棺定论。理论是对的,尽管,还需要更多发展。而旅行者们的生命,也数得到尽头了。化学放射电池不可能无休止地燃烧下去。顶多到2025年,旅行者上的最后一件科学设备也将停止运转。一切,都将归于平静。 她们哪里是水性杨花的娇气小姐。她们是身残志坚,不离不弃,天赋异禀,功勋卓著,坚韧不拔,死而后已的奇女子。尾声2007年,ACE的陨落已经提上日程。连续不断的太阳粒子冲击让这位在航空公司、GPS公司和手机公司中信誉颇高的预言家不堪重负。2012年,中国的夸父将走上日地引力平衡点,取代ACE的位置,继续它为地球干了一十五年的太阳风暴预测工作。2006年,冥王星探测器“新地平线”号从佛罗里达起飞。2009年,Eberhard Moebius和他的同僚一起,发起了新一轮的太阳系边界探测计划——自旅行者出发之后,该计划在三十年之内被人反复提出,无一通过。这一年,最早提出太阳风模型的Parker 86岁。Gloeckler 76岁,已经几乎无法辨认哪怕是站在对面的人的相貌。Stone 71岁,已经有了两个孙子。Mason 67岁。Moebius 61岁。即使这个卫星计划最终获得通过,他们之中也只有最幸运的那些人,才能看到卫星到达目标的那一刻。而人类历史上走得最长的旅行者们,仍在无声地滑向远方,继续着她们寂静的旅程。或许,她们会继续她们的幸运,在遥远的时空中的某一点,被某种生物发现,找到自己完美的归属吧……
黑白,旅行者计划关注者
太阳系外人造航天器轨迹:@大海 的回答中有很多资料是旧而且不准确的,两个航天器的资料还是看官网和维基百科比较可靠些。NASA 官网的旅行者计划页面(墙外:http://voyager.jpl.nasa.gov/)有两个航天器的一些实时数据,有当前距离、数据来回传输需要的时间等,有个页面主要列出距离信息(http://voyager.jpl.nasa.gov/where/)。英文维基百科也有两个飞行器比较详细的资料:Voyager 1,Voyager 2,中文维基百科也有一些资料,但没有英文词条详细,不过倒也有一些很有意思的资料链接,比如两个航天器都携带的一张旅行者黄金唱片和一些数据资料的链接。这些资料有一些是描述我们地球的一些数据,比如描述秒、米和千克等基本物理单位,描述科学计数法,并用这些信息描述地球和太阳系的基本特征。可以在 Twitter 关注旅行者二号(https://twitter.com/nsfvoyager2),它时不时会发个推,汇报自己和姐姐旅行者一号(https://twitter.com/NASAVoyager)现在大概距离地球多远。截至 2015 年 7 月 13 日,一号大概是 18 小时 11 分钟多的光旅,二号是 14 小时 55 分钟多的光旅。
雅赫维,陡河畔行走
现今人类所发射的宇宙探测器中,共有美国发射的五个宇宙探测器接近或者达到了太阳系的边缘,并且最终会脱离太阳系飞向未知的宇宙深处。①1972年3月3日,协调世界时(UTC)1时49分04秒,在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角LC-36A发射场,由Atlas SLV-3C Centaur-D型火箭发射的先驱者10号(Pioneer 10),截至2012年9月9日,先驱者10号位于距离地球106.696 AU(1.59615×10∧10公里),并正在以12.037公里/秒的速度飞离太阳。②1973年4月6日,协调世界时(UTC)02时11分00秒,在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角LC-36B发射场,由Atlas SLV-3C Centaur-D1A型火箭发射的先驱者11号(Pioneer 11),截至2012年9月9日,先驱者11号距离地球86.005 AU(1.28662×10∧10公里),并正在以11.376公里/秒的速度飞离太阳。③1977年9月5日,协调世界时(UTC)12时56分00秒,在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角LC-41发射场,由Titan IIIE型火箭发射的旅行者1号(Voyager 1),截至2013年8月2日,旅行者1号距离太阳125 AU,并正在以17043米/秒的速度飞离太阳。旅行者1号是迄今为止人类发射的飞行距离最远的太空探测器,很有可能已经成为了第一个到达广阔星际空间的人造物体。④1977年8月20日,协调世界时(UTC)14时29分00秒,在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角LC-41发射场,由Titan IIIE型火箭发射的旅行者2号(Voyager 2),截至2015年4月,旅行者1号距离太阳108 AU(1.62×10∧10公里),并正在以15.4公里/秒的速度飞离太阳。⑤2006年1月19日,协调世界时(UTC)19时00分00秒,在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角SLC-41发射场,由Atlas V 551型火箭发射的新视野号(New Horizons),截至2015年7月14日,新视野号飞掠距离太阳32.9 AU的冥王星,并正在以13.78公里/秒的速度飞离太阳。







