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另異新聞

美國「航行者」飛出太陽系



2011年1月26日消息﹕


環球網報道,美國NASA日前宣佈,經過長達33年的飛行,1977年發射的「航行者1號」飛船已經接近太陽系邊緣。


如果有細心的讀者留意,早在十幾年前的1988年11月,就有報道說「航行者1號」已經飛出了太陽系。日前公佈的消息其實代表了對太陽系定義的不同理解。而這一消息的發佈,也讓公眾再一次把目光聚焦到人類發往太陽系外的四個飛行器上


早在十幾年前的1988年11月,就有報道說「航行者1號」已經飛出了太陽系,可為什麼直到今天,又有「航行者1號」即將飛出太陽系的新聞出現呢?


這涉及到如何定義太陽系的問題。國家天文臺研究員李競說,在冥王星仍被認為是太陽系第九大行星的時候,很多人習慣於把冥王星軌道看作是太陽系邊界。1988年11月,「航行者1號」飛越了冥王星軌道,被新聞報道稱作為飛出了太陽系,當然也是沒有問題的。以這種定義方法,太陽系的半徑大約是39.5天文單位(一個天文單位代表日地之間的平均距離約1.5億公里)。


然而,有些科學家認為,把冥王星軌道看成是太陽系邊界是不嚴謹的。有很多彗星圍繞太陽運轉的軌道遠遠超出了冥王星軌道,怎麼能說它們的運行軌跡不在太陽系之內呢?於是有人提出,應該把短週期彗星(回歸時間間隔短於200年)的誕生地、冥王星所在的「柯伊伯帶」外邊緣作為太陽系邊界。以這種定義方法,太陽系的半徑大約將近500個天文單位。


而這一次美國NASA所說的「航行者1號」即將飛出太陽系,所採用的太陽系概念是使用天體物理學方法來定義的。簡單地說,由於日冕的高溫膨脹,太陽不斷地向行星際空間發射出等離子流,這被稱之為「太陽風」。太陽風的物理作用力終止處,稱為「太陽風層頂」,因此,可以把太陽風層頂視為太陽系的邊界。以這種定義方法,太陽系的半徑將為約100多個天文單位。


美國NASA表示,最近獲取的讀數顯示太陽風相對飛船的平均速度已經降至零,說明「航行者1號」飛船進一步靠近太陽系邊緣,正在逼近被稱之為「太陽風層頂」的邊界。


很多讀者知道,目前人類發往太陽系外的飛行器共有四個,它們是在上世紀70年代發射的「先驅者10號」、「先驅者11號」和「航行者1號」、「航行者2號」。


以目前人類火箭的推力,都不足以讓飛行器直接獲得每秒16.7公里的第三宇宙速度,脫離太陽引力而飛出太陽系。那麼,四個探測器是如何能夠飛出太陽系的呢?


這是利用了「行星提速」的方法。火箭在發射時,首先要利用地球提速,就是要沿著地球自轉的方向來發射火箭,這樣火箭獲得的速度就是它的發射速度加上地球自轉的速度。由於地球自轉是逆時針的,火箭發射也必須逆時針,換句話說,地球上的火箭發射都是向東發射的。


比如說,我們現在在海南島建衛星發射基地,是應該建在島的東邊還是西邊?明白了上面的道理我們就該知道,顯然應該是建在靠近東海岸的地方。因為火箭向東發射,萬一發射失敗掉下來,也是掉在大海裡,不會掉在島上了。


李競說,就是這樣一個道理,我們很多科技新聞編輯、美工還不懂。比如向月球發射探測器,由於月球也是逆時針自轉的,探測器接近月球時要降低速度才能被月球捕獲進入繞月軌道,因此要求探測器必須沿順時針方向接近月球,才能利用月球自轉降低速度。可就是這樣一種關係,在央視直播「嫦娥2號」火箭發射的背景示意圖上卻被畫錯了。而日本、印度近一段時期也都在向月球發射探測器,從網絡上看到他們所畫的飛行路線示意圖,都是正確的。可見,我們科技新聞工作者的科學素養還有待提高。


再回到四個探測器為什麼能飛出太陽系這個話題上來。1972年3月22日發射的「先驅者10號」,最主要的探測任務是考察木星,它飛掠木星的時候是順著木星的自轉方向,木星是一個大質量天體,它的引力會使飛船的飛行改變方向,並使其速度獲得巨大提升,這就讓「先驅者10號」獲得了第三宇宙速度,直接奔著脫離太陽系的目標而去。


於1973年4月發射的「先驅者11號」,不但要探測木星還要探測土星,由於經過木星和土星的兩次提速,它的飛行速度比「先驅者10號」更快,但飛行方向則截然相反。


於1977年10月發射的「航行者1號」探測器,考察目標和「先驅者11號」一樣,都是木星和土星。但由於它攜帶的儀器更先進,所以它一經過木星,就發現了一個新東西——木星光環,這是「航行者1號」的最大成就。


先於「航行者1號」一個半月發射的「航行者2號」,其業績更值得一說。它一次飛行先後掠過了木星、土星、天王星和海王星,分別對它們進行了探測,因此人們把這次探測叫做「大旅行」。


由於四個探測器都要飛出太陽系,到茫茫銀河系中去旅行,科學家們就想到,為什麼不順便給可能存在的外星文明帶去一點有關人類文明的信息呢?


於是,人們在「先驅者10號」和「先驅者11號」上放進了一張地球人給外星人的「名片」——一張能保存10億年的鍍金鋁版。上面的輻射線代表14顆脈衝星,反映地球在銀河系中的方位;下面是太陽和它的九大行星;左上方兩個用橫線連接的圓圈,表示地球上第一號元素氫的分子結構;右邊是先驅者號探測器和男女地球人的圖形。


兩個「航行者」探測器攜帶的人類「名片」,是一張直徑30.5厘米的鍍金銅質音像光碟,密封在一個鋁盒裡。在這張鍍金光盤上,一面錄製有116張照片,一面錄有聯合國秘書長和美國總統的致辭,55種語言的問候語,27首世界古今樂曲和35種自然界聲響。


光碟上錄製的相片,反映了太陽系的方位、地球人的細胞組成、男女性別、家庭構成和風土人情等。其中包括一張中國萬里長城和一張中國人全家聚餐的相片。


光碟上錄製的55種語言的問候語中,漢語部分包括普通話、廣東話、廈門話和江浙一帶的吳方言。先是一位小姐用廣東話向「外星人」問候:「各位都好嗎?祝各位平安、健康、快樂!」接著是一位廈門婦女的聲音:「太空朋友,你們好,你們吃飯了嗎?有空請來這兒坐坐。」吳方言的問候是:「祝你們大家好!」最後是一位男子用普通話說:「各位都好吧!我們都很想念你們,有空請到這兒來玩!」


光碟上的35種地球自然界聲響,包括火山爆發聲,滂沱大雨聲,海浪波濤聲,火車、飛機和汽車轟鳴聲,火箭發射聲,嬰兒第一次啼哭聲,鳥啼蟲鳴聲等。27首世界名曲中則包括中國的京劇唱段和古琴演奏的《高山流水》樂曲等。


「旅行者號」飛船在發射33年後,在如此遙遠的距離上,仍然能夠向地球傳回數據信號並被人類接收,這是一件令人驚歎的事情。目前,「旅行者1號」的時速為6.1萬公里,現距太陽約115天文單位;「旅行者2號」的速度稍慢,時速為5.6萬公里,現距太陽約94天文單位。


2003年2月26日,美國宇航局發言人宣佈已經無法再收到「先驅者10號」太空探測器發回的信號。它目前正飛往距地球68光年的金牛星座,並將在200萬年後抵達那裡。


由於考察任務更多能量消耗更快,「先驅者11號」太空探測器於1995年9月30日終止信號傳送。目前它正向天鷹座前進,並將在400萬年後抵達那裡。

 






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