這一次恐將是永別！離開地球最遠的太空探測器，在發射46年后與地面失聯

1977年9月5日，美國宇航局（NASA）發射了一艘無人外太陽系空間探測器，取名為“旅行者1號”。這也是人類最早探索太陽系以外的宇宙空間的一次嘗試。雖然“旅行者1號”的設計壽命只有5年，但在46年后的今天它的部分科學儀器竟然奇跡般地維持著正常運行。此時的“旅行者1號”距離地球已經有240億公里，成為有史以來距離地球最遠的人造物體。

“旅行者1號”示意圖

近日NASA科學家對外宣布，“旅行者1號”與地面的通訊聯系發生了故障。雖然科學家們依然沒有放棄挽救的努力，但由于建造的年代過于久遠，幾乎不可能再度恢復通訊聯系。

目前“旅行者1號”已經沖出“日光層”進入星際空間，達到了第三宇宙速度，這意味著它已經不可能再返回太陽系了。如果通訊無法恢復，“旅行者1號”將徹底變成“星際漂流者”，孤身闖蕩在茫茫的星際，直到完全被損耗消散在浩瀚宇宙中。

“旅行者1號”通訊出故障

這一次或許再也修不好了

“旅行者1號”搭載了3臺機載計算機，包括一個飛行數據系統，該系統從科學儀器上收集信息。此外還有1個工程數據系統，收集能反映“旅行者1號”自身健康狀況的工程數據。地球上的NASA任務控制中心負責以二進制代碼的形式接受這兩個系統傳來的數據，一方面監測航天器本身是否平穩運行，另一方面收集處理宇宙空間傳回來的科考信息。

“旅行者1號”曾經發回的探測照片

這個任務控制中心的工作團隊在11月14日首次注意到通訊故障的問題，當時數據系統的電信單元開始發出無意義的來回重復的1和0符號 ，就像陷入了無限循環模式。雖然“旅行者1號”仍然可以接收并執行任務控制中心發送的命令，但它的科學儀器收集到的宇宙信息以及航天器自身的工程數據都不會再返回給地球了。工作團隊在上周末向航天器發送了重啟數據系統的命令，但目前尚未返回任何可用數據。

“旅行者1號”是通過NASA深空通訊網絡與地面進行聯系，通訊信號的單邊傳輸需要22.5小時。負責管理此次任務的專家卡拉·科菲爾德表示，NASA工程師目前正在嘗試收集更多信息，然后再確定下一步可能采取的維修措施。該過程可能需要數周時間。不過科菲爾德承認，這一次能夠恢復通訊的可能性并不大。

早在1981年，“旅行者1號”發生過類似的問題，但當前面臨的挑戰和那時候完全不同。因為航天器發生了極為嚴重的老化現象，科學家們甚至在發送命令之前都要考慮“旅行者1號”的信息系統能否承受這些信息傳輸帶來的工作量，更不用提指揮它進行儀器開關等工作了。而且現在科學家們只能對照當年編寫的原始工作手冊排查問題，而初始設計根本無法解釋老化現象對整個系統會帶來哪些影響。

科菲爾德表示，“‘旅行者1號’執行任務的時間遠遠超出了設計時的目標，而且比歷史上任何其他航天器都要長。因此雖然工程團隊正在努力讓它存活下去，但我們也完全預料到會出現各種無法彌補的問題。”

沖出地球240億公里

使用年限遠超預期

“旅行者1號”的誕生來自NASA在上世紀六七十年代提出的探索計劃，最初的目的只是單純想要訪問太陽系內的其他行星。“旅行者1號”幸運地趕上了176年一遇的行星排列，采取了當時的最新技術“引力加速”，即航天器只需要少量燃料以作航道修正，其余時間可以借助各個行星的引力加速，以一艘航天器就能造訪太陽系里的四顆最大的行星：木星、土星、天王星及海王星。

“旅行者1號”于1977年發射升空

根據軌跡追蹤，1981年“旅行者1號”完成了對土星的探測任務，借助“引力加速”離開了黃道（太陽的運動軌道），向蛇夫座進發，直至今日。由于“旅行者1號”攜帶的太陽風探測器后來停止了運作，科學家們對它所處的具體位置有所爭論。2005年，NASA召開新聞發布會宣布，科學界已經達成共識，確認“旅行者1號”已經進入日鞘。日鞘即太陽系外部邊界的表面，分布在太陽風創造出的氣泡邊緣。2007年，姊妹船“旅行者2號”也進入了日鞘。

如今，這兩艘探測器都位于星際空間，并且是唯一在日光層之外運行的航天器，遠遠超出了冥王星的軌道。日光層是太陽發出的磁場和粒子氣泡的范圍。

從理論上講，如果“旅行者1號”可以永遠工作，它將在300年內抵達奧爾特云，并花上7萬年時間穿梭其中。奧爾特云是太陽引力影響范圍的邊緣。而在7.6萬年之后，“旅行者1號”可以抵達半人馬座的比鄰星。

近年來，NASA團隊一直在關閉非必要的儀器，以最大程度節省電力，希望“旅行者1號”盡可能長久地運行下去。科學家希望通過“旅行者1號”發回的數據，了解當探測器遠離日光層時粒子和磁場是如何變化的。根據此前的最新估計，钚核電池能夠保證“旅行者1號”搭載的科學儀器繼續工作至2025年。2036年信號傳輸的電力將消耗殆盡，一旦電池耗盡，“旅行者1號”仍將繼續向銀河系中心前進，但無法再向地球發回數據。

如果這次發生的通訊故障無法修復，那么“旅行者1號”在2023年就將成為真正意義上孤獨的星際旅者。不過，它也早已超出了當年設計的壽命，走過的軌跡也遠遠超過設想中的海王星軌道范圍。也許正如NASA所說，“旅行者1號生來就注定成為銀河系的漫游者”。

紅星新聞記者 鄭直

編輯 郭莊 責編 馮玲玲

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