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旅行者1号探测器篇(一):“旅行者1号”探测器已飞出太阳系 进入星际空间(图)
“旅行者1号”探测器已飞出太阳系 进入星际空间(图)
2013年09月13日 04:24来源：人民网
图为旅行者1号探测器。图片来自NASA官网
原标题：美国宇航局确认“旅行者1号”探测器离开太阳系超过一年
人民网纽约9月12日电（记者徐澍）美国宇航局NASA在本周四确认，“旅行者1号”探测器已经离开太阳系，到达太阳系外各恒星之间空旷的恒星际空间超过一年时间。
NASA的发言人表示：“旅行者号已经到达了从来没有探测器到达过的空间，这是人类的科学发展史上的里程碑。”一系列相关数据证明了旅行者号已经脱离了包裹着太阳系的由炽热而活跃的粒子组成的太阳圈顶层，进入了寒冷黑暗的恒星际空间。旅行者号探测器脱离太阳系的日期大约为2012年的8月25日。
自今年以来，科学家一直就旅行者号目前到达的位置展开着激烈的争论。数据显示该探测器经受过越来越频繁的宇宙射线和来自太阳圈内部脱落的高能粒子的威胁。但NASA一直表示，在不能确定旅行者号周边的磁场环境发生改变之前，无法就其是否已经离开太阳系做出判断。目前，NASA已经承认磁场变化并不是做出结论的必要条件。
确认旅行者号是否离开太阳系的一个关键因素，是探测器上装有的探测空间等离子体电子密度装置的数据结果。当数据显示电子密度大大增加，意味着探测器已经离开活动频繁、电子密度较低的太阳系。但这个实验需要太阳耀斑爆发的一个类似触发机制，在太阳活动不活跃的时期，需要很长时间的等待。幸运的是，科学家分别在去年的11月和今年的5月的捕捉到两次有效的实验数据，两次数据都显示旅行者号处于寒冷、高密度的环境中，意味着旅行者号到达了恒星际空间。
旅行者1号探测器在1977年9月5日发射，历经36年的旅行，终于成为第一个离开太阳系的人造物体。科学家也希望同时发射的旅行者2号探测器可以沿着另外的轨迹在若干年后同样到达恒星际空间，更加丰富人类对于太阳系和太阳系以外空间的认知。
旅行者1号探测器篇(二):旅行者1号探测器进入未知区域：接近太阳系边缘
旅行者1号探测器进入未知区域：接近太阳系边缘
2012年12月05日 07:45 新浪科技 微博 评论(228人参与)
这张照片展示的便是美国宇航局的旅行者1号探测器正在考察一片崭新空间区域的示意图
这张示意图所展示的是旅行者1号探测器正沐浴在自南向北运动的太阳风粒子之中
新浪科技讯 北京时间12月5日消息，据美国宇航局网站报道，美国宇航局所属的旅行者-1号飞船已经抵达太阳系边缘一个未知的崭新区域，科学家们认为这是它在最终进入恒星际空间之前所要穿越的最后一个屏障。
科学家们将这个崭新的空间区域比作带电粒子的磁场公路，因为在这里，太阳的磁力线和恒星际的磁力线相互连接在一起。正是这种连接让源自太阳系内部的低能粒子可以向外逃逸，同时让一部分源自外部空间的高能带电粒子得以渗入太阳系内部。在进入这一区域之前，带电粒子开始向各个方向到处运动，就像是在日球层内侧被困在本地公路上而失去耐心的汽车。
旅行者探测器项目组认为这一新抵达的区域应当仍然处于太阳系日球层的内部，因为在这里来自太阳的磁力线方向并未发生大的改变。科学家们预计当旅行者探测器开始抵达恒星际空间边缘时，这些磁力线的方向会发生改变。本周一，有关此项发现的详细信息在此间于美国旧金山召开的美国地球物理学年会期间做了报告。
来自加州帕萨迪纳喷气推进实验室(JPL)的旅行者探测器项目科学家爱德华·斯通(Edward Stone)表示：“尽管旅行者1号目前仍然处在太阳系影响范围之内，但我们已经可以开始感受到外部世界的模样，因为在这条磁场公路交会点，不断有内外的粒子进进出出。”他说：“我们相信这是我们通往恒星际空间漫长旅途的最后一段旅程。我们认为距离最后离开太阳系的时间仅剩下数月到数年之间。这片新的空间区域是我们没有料到的，然而对于旅行者探测器而言，我们对于新发现已经习以为常。”
2004年12月，旅行者1号开始穿越太阳系的终端激波区，自那以后这艘飞船便一直航行于太阳系最外侧被称作“太阳风鞘”的边界区域。在这片区域，来自太阳的带电粒子流，即所谓的太阳风的速度从原本的超音速骤然下降并变得更加紊乱。随后旅行者1号探测器身处的环境中这种情况稳定地持续了5年半。随后探测器发现向外运动的太阳风粒子运行速度降低到了零。与此同时，周遭空间中的磁场强度开始出现上升。
旅行者探测器上搭载的两台专门用于检测带电粒子的设备获取的数据显示旅行者1号探测器大致在2012年7月28日首次进入这片诡异的磁场公路区。这片区域的大小处于时常的动荡之中，它几次远离旅行者号探测器又几次接近。在8月25日，探测器再次进入这片区域，自那以后其周遭的空间环境便稳定了下来。
来自美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的斯塔马修·克里米格斯(Stamatios Krimigis)是旅行者号探测器低能粒子探测设备的首席科学家，他说：“如果我们光以带电粒子为判断标准，我们就会认为自己已经抵达日球层外侧。但是我们必须审视所有设备给出的完整信息，只有时间可以告诉我们目前我们对于太阳系边界的判断是否是正确的。”
探测器发回的数据显示每一次旅行者飞船进入这片“磁场公路”区域，这里的磁场强度都出现了增强，然而此处磁场的方向却并没有发生改变。
来自美国宇航局戈达德空间飞行中心的莱昂纳多·博拉加(Leonard Burlaga)是旅行者飞船磁力计科学组成员，他说：“我们正处于一片前所未见的磁场区域，其强度相当于终端激波区前端区域10倍左右，不过磁场数据并未显示任何可以表明我们已经身处恒星际空间的证据。磁场数据已经被证明是判断我们是否已经穿过终端激波区的关键依据。因此我想当我们最终真正进入恒星际空间之后，磁场数据将会告诉我们这一点。”
旅行者1号和2号均于1977年发射升空，两者前后间隔仅16天。它们先后对木星，土星，天王星和海王星开展了近距离考察。旅行者1号目前已经成为迄今距离最远的人造物体，距离太阳大约180亿公里，它发出的信号传递到地球需要大约17小时。而作为它的姊妹飞船，旅行者2号则是迄今连续工作时间最长的人类探测器，目前它距离太阳大约150亿公里。旅行者2号探测器所在的区域同样观测到了和旅行者1号相类似的环境改变，然而这种改变发生的速度要缓慢的多，因此科学家们并不认为旅行者2号已经抵达了旅行者1号正身处的“磁场公路”区域。
全部两艘旅行者探测器都是由美国宇航局喷气推进实验室研制并负责控制的。该项目目前隶属于美国宇航局的太阳物理系统观测台计划，由美国宇航局华盛顿总部的科学任务董事会太阳物理分部提供资助。(晨风)
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旅行者1号探测器篇(三):人类最远探测器：旅行者1号飞行183亿公里
旅行者1号（Voyager 1）又称航海家1号，是一艘无人外太阳系太空探测器，重815千克，于1977年9月5日美国佛罗里达州的卡纳维尔角发射场，被搭载在一枚泰坦3号E半人马座火箭上发射升空。此前，它的姊妹星旅行者2号于8月20日已先行发射。目前，“旅行者1号”和“旅行者2号”的运行速度约为每秒17公里，至今，旅行者1号大约飞行183亿公里，旅行者2号大约飞行150亿公里。“旅行者1号”它发出的信号传递到地球需要大约17小时。
1、旅行者1号为什么比它发射早的旅行者2号飞的更远
旅行者1号它被发射到较快的轨道中，相对速度比“旅行者2号”快。旅行者1号目前的相对速度是17.062公里/秒或61,452公里/每小时(约38,185哩/每小时)。每年约3.599天文单位，比姊妹号旅行者2号快了10%。
另外，两艘航天器的使命不同。“旅行者1号”的任务最初仅是探访木星和土星，它于1979年和1980年拜访了木星和土星，在木卫一上发现了火山活动，探测了土星环的复杂结构。1980年拜访土星后，它的最初使命就结束，开始执行向太阳系外冲刺的附加任务。“旅行者2号”的任务是探访更多太阳系行星，包括天王星、海王星，1989年拜访海王星后才开始向太阳系外奔跑。也就是说，“旅行者1号”虽然晚了16天上天，但开始向太阳系外飞行却早了近9年，自然飞得更远。
虽然两艘飞船上的核电池工作寿命极长。但为节约电力，“旅行者1号”已于1989年关闭了相机，2020年还将关闭更多机载设备，只留下少数科学仪器继续工作，直到电池耗尽。届时两位“旅行者”谁更长寿，就看谁的核电池耐熬了。
2、旅行者1号携带有地球对宇宙的问候
旅行者1号上携带了一张铜质磁盘唱片，它有12英寸厚，镀金表面。
地球声音唱片：磁盘内藏金刚石留声机针。录制声音内容包括有55种人类语言的问候语和一个90分钟的声乐集锦，其中人类语言有古代美索不达米亚阿卡得语等非常冷僻的语言，以及四种中国的方言（国语、厦门、广东、吴语）。问候语为：“行星地球的孩子（向你们）问好”。唱片还包括时任联合国秘书长库尔特·瓦尔德海姆的问候。以及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。”唱片还刻有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》和日本的尺八曲等。
115幅地球影像：包括太阳系各行星的图片、人类的性器官图像及说明等。同时也刻意未发布一些关于核爆炸蘑菇云，或者关于贫穷和疾病的图像。
唱片封套上一块有高纯度的铀238。这意味着即使是十亿年之后，这张唱片的音质依然和新的一样。由于已知其衰变为钚239的半衰期约为41.7亿年，这样捕获此唱片的外星生命即可据此推算出探测器的发射日期。
3、旅行者1号主要技术性能结构
旅行者1号耗资2.5 亿美元。携带有105千克科学探测仪器。它的主体是扁平的十面棱柱体，顶端装有一直径为3.7米的抛物面天线，左右两侧各伸出一根悬臂，较长的一根是磁强计支柱，短的一根是科学仪器支架。它有16肼推进器和8个备份推进器，三轴稳定陀螺仪，11个探空科学仪器以及太阳传感器，以保持探头的无线电天线指向地球。通信系统包括一个3.7米直径的抛物面天线及高增益天线来发送和接收无线电波，通过地球上的三个深空网络电台传输信号。调制波被放置在S波段（波长约13厘米），并从X-波段（波长约3.6厘米），比特率高达115.2千比特每秒。
旅行者1号装有三个大的放射性同位素热电发电机（RTGS）。每个MHW-RTG包含24按下钚-238氧化物领域。RTG在推出的电力每约157瓦，其余的正在消退余热领域产生2400瓦的热量 。因此，三个放射性同位素热电发生器共提供470瓦的电力。由于放射性同位素输出功率下降（每87.7岁减半）随着时间的推移，供电系统直到2025年左右。
4、旅行者1号即将冲出太阳系
美国新墨西哥州立大学和马里兰大学的研究人员20日在《地球物理研究通讯》网络版发表论文说，去年8月25日，“旅行者1号”探测器接收到的宇宙射线发生剧烈变化，通常存在于太阳系外层的相关种类射线跌至先前水平的1%，同时来自太阳系外部的宇宙射线则达到先前水平的两倍。这表明“旅行者1号”可能已处于日球层顶和星际空间之间的一个天文学家此前并不知晓的边缘地带，论文作者将这一地带命名为“日球悬崖”。“它位于标准的日球层顶之外，” 论文第一作者、新墨西哥州立大学天文学家比尔·韦伯说：“我们测量的所有数据都前所未有，而又令人兴奋。”旅行者1号”探测器可能已脱离太阳系。这篇论文表示，“旅行者1号”太阳风在来自银河系的氢和氦气体构成的星际介质中吹出气泡，而这种气泡的边界之外就是太阳风无法推动的星际介质，这个边界通常被认为是太阳系的外层边界，科学家称之为“日球层顶”。
不过美国航天局官员事后表示还不能确认这一点。多德说，“旅行者1号”目前位于距太阳约182亿公里的位置，处于太阳系的边缘。判断它是否进入星际空间还有最后一个重要标志，就是磁场方向的变化，目前项目组尚未探测到这一变化，“我们仍在等待这一时刻来临”。但外部与星际空间相连，是“旅行者1号”进入星际空间之前在太阳系最后一段旅程。去年12月，科学家们认为“旅行者1”号已抵达了一个名为“磁力公路”的地带，来自太阳的磁场线与来自星际空间的磁场线在那里交汇。斯通当时曾表示，“我们相信这是‘旅行者1’号抵达星际空间之旅的最后一段路”，按照乐观估计，这颗探测器离开太阳系“可能还需几个月或几年时间”。
曾参与旅行者系列太空探测器项目相关任务的科学家、美国行星协会联合创始人路易斯·费得曼博士说，“我确信‘旅行者1号’将是运行在太阳系外的第一颗航天器。”他说，太阳系边缘不存在一刀切界面，而是延伸式的和不规则的。原因是太阳粒子和太阳系外的宇宙粒子是互相影响的。决定其是在太阳系之内还是太阳系之外，主要是看占主导地位的粒子源自哪里。“旅行者1号”飞出太阳系后，会被无线电信号穿过激波层而监测到。它飞出太阳系后的主要任务是测量宇宙光束粒子。
美国航空航天局（NASA）日前表示，“旅行者1号”经历了太阳系边缘三个“重要变化”中的两个，说明它正在离开太阳系。“旅行者1号”将成为进入星际空间的首个人造物体，而这一天正一分一秒地临近。
不过一旦进入星际空间，它将需要4万年才能抵达下一个行星系。4万年后它会在1.6光年的距离经过蛇夫座的AC+79 3888恒星，7万3千6百年的时间经过半人马座比邻星。这个恒星大体上来讲正以每秒119公里的速度朝向太阳系移动。科学家说，探测器上携带的两枚核电池，能保证它飞行至2025年前后。一旦电池耗尽，“旅行者1号”将继续向银河系中心前进，但无法再向地球传回数据。
在2007年7月7日，美国发射的先驱者号和旅行者号的位置和追踪。图片指出了旅行者2号比先驱者11号远并且由于其-55度的偏角只能表示在图片中的一个位置，而旅行者1号则是因为太过于遥远而只能表示在图片中的另一个大略位置。
