为什么不再发射旅行者探测器

旅行者一号永远也无法飞出银河系。四十八年了，他还在说话。预计在二零二六年十一月，旅行者一号将达成距离地球一光日的里程碑。也就是说，他四十八年的时间走了约二百五十九亿公里，而光一天就能走完 距离这么远，他怎么还能跟地球保持联系，是通过什么联系的呢？一九七七年，人类世界还在使用磁带，个人电脑尚未普及。 纳斯用了大约五年时间，将旅行者一号和二号这样的探测器送入了深空。直到今天，这对双胞胎探测器在宇宙中飞行了已经超过四十八年，并且仍在发出信号。 发射两个几乎相同的探测器，是为了确保至少有一个能成功飞抵木星和土星，完成最基本的科学目标。旅行者二号本身就是旅行者一号的核心目标，是土卫六， 为近距离探测这颗卫星选择了最佳轨道，但也因此无法再访问天王星和海王星。 旅行者二号则被赋予了更宏大的使命，利用一百七十六年一遇的行星排列，继续前往天王星和海王星。 这是旅行者一号非拍到的木星，证实了木星暗淡光环的存在，在墓位仪上发现了活火山。随后他近距离观测了土星环，并发现了有助于塑造和维持土星环的牧羊卫星， 还发现土卫六拥有浓厚的大气层，其中约百分之九十由氮气组成。旅行者二号选择了不同的航线，飞跃了天王星和海王星，这是旅行者一号从未到达的目的地。完成行星探测任务后，两艘旅行者号探测器继续远离地球。 一九九零年，旅行者一号在完成主要探测任务后，纳斯指示他调转相机，为太阳系行星拍摄了最后一系列照片，其中就包含这张著名的暗淡蓝点照片。地球在宇宙中只是一个零点一二像素的小点， 人类所有的历史、文明与纷争都发生在这粒悬浮于光束中的宇宙微尘之上。此后，为节约能源，相机被永久关闭。 旅行者号的长期运行是如何实现的呢？首先，他用的是部二百三十八核电池，这是旅行者号的能量核心，其半衰期长达八十八年，为其提供了超长待机的可能。然后就是解决信号因距离急剧衰减的问题。 旅行者号使用高增益天线，将发射功率聚焦成宽度不到零点五度的极窄波束射向地球，地面则依赖深空网络。其七十米口径的巨型天线像顺风耳一样捕获旅行者号仅存的微弱信号， 而纠错编码技术则保证了这些微弱且充满杂音的信号被正确解读。最后，为了让他那个三点七米长的高速率天线能一直对准地球，旅行者号携带了姿态推进器，能够修正因星际物质等引起的姿态偏移。 当发生电力波动等意外时，还会启动故障保护模式，自动关闭科学仪器，以优先保障通信，为地面工程师赢得几天的远程诊断和修复时间。尽管保障系统如此强大，旅行者号的核动力电池仍在不可逆地衰减。 目前， nasa 通过关闭非核心原件等精细操作，努力将科学数据传回任务延长到二零三零年代初期。旅行者号探测器完全失去电力后，不会变成彗星，也绝无可能再飞回地球。 失去电力仅仅意味着他与地球的通信中断，并不会影响其飞行。他已经凭借引力弹弓效应获得了超过太阳系逃逸速度的动能。他的轨道不是椭圆，而是一条开放的双曲线。 他虽然已经飞行了四十八年，创下记录，但在银河系的尺度上，他仅仅迈出了离开家门的第一步， 但他也永远无法飞出银河系。他每秒约十七公里的速度远低于银河系每秒五百五十公里以上的逃逸速度。因此，他将像太阳一样，在银河系中心的引力作用下，成为银河系中的永久漂流者。 他唯一的目之明就是那张希望保存十亿年之久的金长片。如果地球毁灭，旅行者号将是宇宙唯一能代表地球人的存在。

外星人听到的第一句中国话，竟然是一句热情的邀请。如果黑暗森林法则真的存在，那这无疑是人类做过最愚蠢的决定。 一九七七年，科学家把旅行者一号发射进了太空，这颗探测器已经飞了四十八年，此刻正以每秒十七公里的速度冲向星空。现在距离地球二百五十多亿公里， 他一路上记录下了无数珍贵的图像和数据，同时也时刻暴露着地球的详细坐标和各种信息。今天我们就来聊聊，这颗史上飞的最远的人造物体，到底是探索宇宙路上的先锋，还是埋给人类文明的不定时炸弹。 一九七七年九月五日，旅行者一号在佛罗里达州发射升空。飞了一年半之后，他来到了距离木星中心三十四万九千公里的地方，虽然听着挺远，实际上比地球到月球的距离还近， 而木星的体积是地球的一千三百多倍，可想而知这个画面有多震撼。当他把木星的照片送回地球时，人类对这颗气态巨行星的认知被彻底颠覆。 原本科学家们以为木星表面的大红斑只是一个安静的色块，可实际上那是一个直径超过地球的超级风暴，至少刮了三百年没停过。还有之前死寂一片的木卫衣，看过照片才发现上面全是喷发的火山岩浆，能喷到两百公里高，比地球火山猛烈一百倍。 这是因为木星的引力非常强，能让火山持续发热。告别木星之后，旅行者一号马不停蹄朝着土星飞去。 一九八零年十一月，他终于拍到了清晰的土星画面之前，人类一直以为土星环是一整块完整的物质，可旅行者一号拍回来的画面清楚显示，那是无数碎冰和岩石凑成的，小的像块石子，大的像一栋楼那么高。 他们绕着土星围成了几千条细环，密密麻麻跟枝锦似的。最让人惊艳的是土卫六，他裹着一层厚的像棉被的大气层，橘红色的样子在宇宙中特别炸眼。后来经卡西尼探测器证实，这层大气里有液态甲氨壶，只不过没找到生命的痕迹。 拍完土星之后，美国国家航空航天局还让他转身拍了张太阳系全家福。在这张模糊的照片里，地球就只是个零点一二像素的淡蓝色小点。 卡尔萨根后来在暗淡蓝典里写道，所有的欢喜与痛苦，所有的国王与农夫，都在这颗小点上。今天的故事藏了不少彩蛋，总想一口气追完。可做家务时腾手刷手机， 既耽误干活，还容易断了节奏。用汽水音乐听抖音正合适。自动定位到上次播放的进度，点视频左下角就能下载。 时间来到二零一二年八月二十五日，旅行者一号完成了最伟大的跨越，他突破了太阳风形成的日光层，成了第一个穿过太阳系进入星际空间的人类造物。 这里简单跟大家介绍一下。太空探索和星际探索压根不是一回事，难度也完全不在一个层面。太空探索的主要挑战是摆脱地球引力、精准控制轨道这些， 而星际探索得突破太阳的束缚，飞到其他恒星系统去。人类目前也就只有两艘探测器成功穿过了太阳系边界，它们就是旅行者一号和旅行者二号。那科学家们是怎么判断它真的突破太阳系了呢？ 全靠他身上的等离子体探测器传来的数据。二零一二年前后，探测器测得的带电粒子浓度突然长了一百倍，太阳风的速度直接从每秒三百五十公里降到了零，这就说明他已经飞出了太阳的势力范围，真正进入了宇宙深处。 二零二三年，他还上演了一出失联惊魂。七月份的时候，他突然和地球断了联系，地面测控站连续喊了十一个月都没得到回应，大家都以为他要彻底退休了。结果到了二零二四年六月，他又突然恢复了信号，后来查出来是老化的电路接触不良，他在宇宙中不停旋转， 转着转着又接上了。现在他还在每天往地球发数据，只不过现在这个距离，信号得走二十二个小时才能到。你今天收到的信息，其实都是他昨天发出来的。 可就是这么个大功臣，从出生起就带着一个可能毁灭地球的定时炸弹。一张金色唱片。这是一张直径三十厘米的铜制唱片，别看他不起眼，里面却装着整个地球的家底和精准坐标。一九七六年底， 旅行者项目负责人找到卡尔萨根，想让他给探测器准备一封宇宙问候信。萨根和团队商量之后，一致决定用唱片当载体，因为他能装下声音和图像信息，比金属版能传递更多内容。 为了这张唱片，萨根拉了个神仙智囊团，里面有物理学家、天文学家，还有艺术领域的专家，他们定了个规矩，内容必须体现地球的独一无二， 从地质风貌到生命形态，从自然声音到艺术作品都得含盖。但是选音乐这事，大家就差点炒饭。苏联想把莫斯科郊外的晚上加进去， 美国音乐学家也坚持要放格鲁吉亚民歌。最后定下来的二十七分钟曲目里，既有贝多芬的第五交响曲、巴赫的伯兰登堡协奏曲，也有中国的古琴曲高山流水，甚至还往里塞了一首强劲动感的摇滚乐。问候语的录制也很有意思， 他们凑了五十五种语言，从六千年前的苏美尔语到各种现代方言，每句问候都只有几秒。其中中国的四种语言里无语，那句祝你身体健康，是临时找纽约的华侨路的粤语的各位好吗？带着老广特有的亲切劲，听着就特别接地气。 自然声音部分更像是地球白噪音合集，有海浪拍打岸边的声音，有火山喷发的轰鸣，有婴儿的啼哭，甚至连人类的心跳声都录了进去。 最大胆的还是那一百一十五幅图像，内容包含了海洋、山脉、医疗、科学，甚至还有人类繁殖的过程，把它称之为地球说明书都不为过。 不过最要命的是，唱片的封套上面用由二百三十八的衰变刻度标出了发射时间，还用十四颗脉冲星的位置关系， 明确标注了地球在宇宙中的坐标。脉冲星就像宇宙中的灯塔，每一颗都有独特的旋转周期，外星人只要对照星图，顺着这些灯塔找过来，就能精准定位到太阳系范围，误差不会超过一光年封套，旁边还贴心附了一枚钻石唱帧， 生怕外星人不会用。从我们现在的视角来看，这哪里是什么问候信，分明是给外星文明递了张地球导航图，三体的读者肯定特别熟悉这其中的危险。 按照刘慈欣黑暗森林法则的逻辑，宇宙里的每个文明都像带枪的猎人，谁先暴露位置，谁就会被消灭。这就好比原始人对着漆黑的森林大喊大叫，谁知道跑出来的是友善的邻居， 还是吃人的猛兽。要是遇到技术远超人类的文明，看到唱片里的地球有海洋，有丰富的资源，顺着脉冲星定位找过来，恐怕不是把我们当成研究标本，就是直接抢夺资源，到时候人类连反抗的机会都没有。 当年萨根团队不是没考虑过风险，有人建议删掉定位信息，可萨根反驳说，能造出接收设备的文明，迟早能找到太阳系 撞上外星文明的概率确实特别低，他得飞四万年才能到最近的比邻星，而宇宙中恒星的平均间距有三十八万亿公里，想遇到外星文明，比在太平洋里捞根针还难。可这件事一旦发生，后果将是全人类无法承受的。 毕竟宇宙的年龄已经超过一百三十八亿年，人类文明不过才短短数千年，我们就像刚刚学会走路的孩子，对外星文明的认知几乎一片空白。 于是二零一八年，众多天文学家联名给美国国家航空航天局写信，要求让探测器闭嘴，可那时候它已经飞出日光层了，信号衰减极其严重，人类根本无法对它做出任何有效指令。以现在的科技，如果想另外发射仪器摧毁它也根本追不上。 那当初为什么非要冒这么大的险发射它呢？答案就三字，等不齐。一九六五年，美国国家航空航天局的工程师加里弗兰德罗发现，一九七七年前后，木星、土星、天王星、海王星会排成一字长蛇阵， 这种天象一百七十五年才能遇到一次。借着这个机会，探测器能靠引力、弹弓效应挨个加速，就像跑步时抓住飞驰的汽车借力一样， 原本要三十年才能走完的路程，十二年就能搞定。而且那时候人类对太阳系的认知还一片模糊，大家都想知道木星大红斑到底是什么？土星环是实心的还是空心的？土微六上到底有没有生命？七十年代的探测器只能拍些模糊的照片，科学家们早就按捺不住好奇心了。 所以美国国家航空航天局干脆同时发射了旅行者一号和二号，原本计划让他们分头探测四颗行星，结果旅行者一号为了近距离拍摄可能有生命的土卫六，硬是改了轨道。拍完土卫六之后，他就彻底告别了行星探测， 直奔太阳系外，成了人类离家最远的孩子。现在这个老伙计正逐渐走向暮年，支撑它运转的关键是它的能量心脏，也就是 r t g 核电池。 三个圆柱形的电池里装着二十四个特殊的放射性小球，这些小球会慢慢衰变发热，再通过一种专门的转换装置把热量变成电力。 一九七七年发射的时候，它能提供四百七十瓦的电力，差不多够带动一台家用冰箱。这种放射性物质的半衰期是八十七点七年，理论上到二零二五年还能剩下三百二十九瓦的电力，可实际情况差远了，问题出在那个转换装置上，它会慢慢老化，转换效率越来越低， 街头还容易接触不良。从二零零七年开始，美国国家航空航天局就不得不给他减负，先关掉了等离子体探测器，又关掉了射电天文仪器，到二零一九年，连陀螺仪都关了。现在他全靠惯性在宇宙中飞行。 科学家预计，到二零二五年年底，他的电力会降到两百瓦以下，到时候连最基本的通讯设备都带不动，就会彻底和地球失联，成为真正的孤勇者。但在退休之前，他依然在夜以继日的为人类收集星际空间的环境数据。 他现在测到的星际戒指的密度，每立方厘米只有几个原子，比我们模拟出的真空环境的密度要小一百万倍。他还在不断记录宇宙射线的强度， 这些来自银河系中心的高能粒子，就像宇宙里的隐形炮弹，他们以接近光速的速度在星际间穿梭，时刻考验着航天器的防护能力。 搞清楚这些数据，对人类未来制造更耐用的探测器特别重要，也算是他给地球留下的最后一份宇宙答卷。等电力彻底耗尽，旅行者一号会继续凭着惯性朝蛇夫座方向飞去。他的速度是每秒十七公里，一小时能飞六万公里，差不多能绕地球一圈半， 星际空间里几乎没有阻力，它会一直飞下去，它的钛合金外壳能扛得住宇宙射线和极端温差，那张金色唱片更是能保存十亿年，比人类文明的历史还长的多。那么它最终的结局会是怎样呢？最有可能的就是永远漂流， 宇宙实在太空旷了，他被小行星撞毁的概率比连续中十次彩票头奖还低。他会飞过比邻星，再飞过其他恒星，一百万年后就在银河系里转圈圈。到那时候，人类可能早就离开地球了，也可能已经从宇宙中消失了。 另一种可能是被外星文明捕获。虽然这种概率微乎其微，但一旦发生，那张金色唱片就会成为人类文明的名片。至于外星文明会怎么解读？这些信息是报以善意的回应，还是像黑暗森林法则警示的那样带来灾难，谁也说不准。 现在回头看，一九七七年那声火箭轰鸣，确实是人类最矛盾的决定。一方面恨不得赶紧飞出地球，看看宇宙到底藏着多少秘密， 另一方面又怕自己太弱小，万一真碰上什么危险，根本扛不住。一边盼着外星文明能收到我们的信号了解地球，一边又提心吊胆担心对方来者不善。不过，要是哪一天咱们地球收到了外星文明的星际漂流瓶，你最想了解？