“旅行者”2号探测器被誉为最有价值的探测器,因为它探访了众多行星及其卫星:它在1979年7月9日最接近木星,多发现了几个环绕木星的环,并拍摄了木卫一的照片,显示其火山活动。它在1981年8月25 日最接近土星。之后,利用土星的引力,像“打弹弓”一样在1986年1月24日最接近天王星,并发现了10个之前未知的天然卫星。 “旅行者”2号探测器在1989年8月25日最接近海王星。两个“旅行者”号探测器都携带着镀金的铜唱片,以备太空船被外太空智慧生物捕获时与他们沟通。上面记录着鸟鸣、风声、人类的谈话声等。

旅行者2号的发射背景

旅行者2号(Voyager 2)是一艘于1977年8月20日发射的美国国家航空航天局无人宇宙飞船。它与其姊妹船旅行者1号基本上设计相同。不同的是旅行者2号循一个较慢的飞行轨迹,使它能够保持在黄道(即太阳系众行星的轨道水平面)之中,藉此在1981年的时候透过土星的引力加速飞往天王星和海王星。正因如此,它并没有像它的姊妹旅行者1号一样能够如此靠近土卫六。但它因此而成为了第一艘造访天王星和海王星的宇宙飞船,完成了藉这个176年一遇的行星几何排阵而造访四颗气态巨行星的机会。

旅行者2号被认为是从地球发射的太空船中最多产的一艘宇宙飞船。皆因在美国国家航空航天局对其后的伽利略号和卡西尼-惠更斯号等的计划上收紧花费,它仍能以强大的摄影机及大量的科学仪器造访四颗气态巨行星(土星,木星,天王星,海王星)及其卫星。

如果没有未预料的失败发生,我们将能在与它们保持联系,直到2030年。两架飞行器有大量的联氨燃料。旅行者1号的推进剂能使用到2040年,2号的能用到2034年。限制因素则在于RTG(放射性同位素热电产生器)。到2000年前,UVS (紫外线分光计) 仪器的动力将耗尽。到2010年,剩余的动力使得所有的场与粒子仪器无法同时工作。这时,一个能源共享方案将被执行,使得场与粒子仪器中的一些与另一些轮流工作。飞行器能在这状态下持续工作约10年。到最后,能量可能太少,以致无法正常维持飞行器的工作。

与“旅行者-1”号探测器一样,“旅行者-2”号也携带有一批所谓的“地球名片”--其中包括着各种几何图案的镀金铜片,以及记录有地球上各种声音的唱盘,为的是让可能存在的外星智慧生物知道地球上也存在着生命。

据天文学家们的计算,如果“旅行者-2”号一直能顺利地飞行下去,从理论上讲,其将在公元8571年飞抵距离地球4光年的Barnard恒星附近,而到公元20319年,其将飞抵距离半人马座3.5光年的地方,而到296036年,将到达距离天狼星最近处,约4.3光年。

旅行者2号的科学发现

飞行记录

20世纪70年代末,美国宇航局利用一次几百年一遇的罕见的行星排列机会“二箭四雕”,发射了“旅行者1号”、“旅行者2号”两颗外行星探测器。“旅行者1号”在飞过木星和土星后,完成了自己的绝大部分使命。而“旅行者2号”,则利用土星的引力,改变航向并加速飞往天王星,然后再飞往海王星。为此,设在南加州的帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室的科学家,克服了许多困难。可以说,科学家们通过遥控技术,重新“组装”了一台探测器,调整了包括摄像机、动力系统和控制计算机,还有通信装置在内的大部分机载设备,并启动了设在美国、西班牙、澳大利亚的射电望远镜收发信号,这本身就是一个奇迹。

到达天王星

1986年1月,“旅行者2号”飞到了天王星,在会合的24小时内探测器收集的资料,是自天王星发现以来人类获得的有关天王星的资料的好几倍。在此之前,我们仅知道,它是太阳系的第7颗行星,距太阳29亿公里,直径48000公里,主要由气体组成,自转轴倾倒于公转轨道面上,并且有6颗卫星。

发现卫星

1977年发现了围绕天王星的几个光环。2013年,我们发现了天王星的10颗新卫星,新的环带和其他许许多多令我们惊奇的东西。首先,旅行者对天王星的近距离观测,显示天王星与地面观测相同,是淡蓝色的,这与木星和土星是非常不同的,只是在其南极区略红一些,这是由于天王星大气的光化学烟雾效应造成的。

天王星气候

另外,发现在天王星大气中各处的温度大致相同,为零下208℃,而在纬度30°的地方有一个神秘的冷圈,这使科学家们大为迷惑,他们原以为天王星的赤道应比极区冷8℃。因为,决定其气象过程的温度梯度应与“直立”行星相反。有关天王星大气的照片,经过电子处理,科学家们找到了4块云,并考察了它的流动速度,云的跟踪表明,天王星上的风全都沿着行星旋转方向流动,风速为161公里/小时,这明显违反大气中的一个基本定律——热风方程。

当行星的极区比赤道冷时,与行星旋转方向相通的正向风随高度的增加而加快。在天王星上,极区应比赤道热,风应当是反向即风的流速应比行星的旋转速度低,而这种情况并未发生,天王星上各处温度又几乎相同,所以,科学家们不得不重新构造天王星的大气模型。天王星的磁场观测显示,磁轴的取向与其自转有很大的夹角,大约为60℃左右,这与太阳系中人类已经探测过的行星是不同的。科学家们猜想,可能是天王星的卫星和磁层的相互作用导致了天王星磁轴“奇怪”的取向。磁场非常重要,因为要想了解掩藏在天王星云雾之下的天王星非气体部分的情况,磁场是唯一可以利用的信息。科学家们测定了天王星的自转周期,大约为17.3小时。

天王星地质

另外,对天王星卫星的探测也取得了许多重要的数据。最初收到的信号清楚地显示出了许多火山口。从天卫四往内,卫星离天王星越近,地质活动就越强烈;天卫三上有一条长长的沟槽;天卫一上则有很多仿佛刚结霜的浅色带状区域;而在天卫五上有奇特的明亮特征,形状与火山相似。只有在天卫二上没有地质活动的迹象,它一直保持着漆黑和呆滞的样子。后来,在发回的卫星拼图中,科学家们得以更仔细地研究天王星的卫星。天卫五好像流行歌曲的精华集,而不是专集,它集中了几乎太阳系中所有的地质特征!长长峡谷仿佛火星表面的大峡谷,一排排沟槽与木卫三表面相似,下陷的岩石又像水星压力断层,但最突出的3种特征以前从未见过,在卫星的边缘上有一系列的暗线,看起来仿佛是从侧面观看一堆薄饼,在其右侧有一个山形结构,它被狭长曲折的同心裂缝包围。更往右边,接近卫星的日照一侧的边缘,有一系列互相平行的沟槽,在一端一起垂直地拐弯,仿佛长方形赛马场。沿赛马场的一侧,有一个深深的狭谷,显露出高达数公里的一排悬崖峭壁。实际上,“旅行者2号”对天卫五提出的问题比其揭示的问题要多得多。有关天王星环的探测也获得了重大的收获。

天王星外观为单色,奇怪的是它的磁场轴与它本已偏斜很大的自转轴之间的偏斜也很大,使得它的磁层很怪。天卫一上发现了冰海峡,天卫五则是一个奇怪地形的拼凑物。发现了10个卫星及多于1个的光环。

与天王星比较起来,海王星的气候十分活跃,云的形状多种多样。一个光环上的光环弧成为一个个亮片。另外又发现其他6颗卫星,2个光环。海王星的磁场轴也很倾斜。海卫一外观如有角的放大镜,看起来有不少喷泉。

旅行者2号的携带物品

美国发射的旅行者2号探测器,携带有一张特制唱片。这是一件捎给外星人的礼物,用它去寻觅外星人的踪迹。

这张铜制唱片直径为30.5厘米,外表镀有一层金膜。唱片的一面录制了90分钟的“地球之音”,包括地球人60种不同民族语言的问候语、35种自然界的音响和27首古今世界名曲。另一面录制了115张反映地球人类文明的照片,此外还录有当年美国总统卡特和联合国秘书长瓦尔德海姆的贺词。

在问候语中有中国的普通话、粤语、闽南语和吴语,其中广东一位小姐用粤语向外星人发出亲切的问候:“各位都好吗?祝各位平安、健康、快乐。”一位妇女用厦门话说:“太空朋友,你们好!你们吃过饭了吗?有空请来这儿坐坐。”吴语问候话是:“祝你们大家好!”最后一位男子用普通话说:“各位都好吧?我们很想念你们,有空请到这儿来玩!”在世界古今名曲中,包括用古琴演奏的《高山流水》中《流水》乐曲。在地球人类照片中,包括有八达岭长城的雄姿和中国人家宴的风采。

这张“地球之音”唱片可在太空保存10亿年。

旅行者2号的飞行状况

截至2011年“旅行者1”号距离地球大约110亿英里(约合180亿公里),“旅行者2”号距离地球90亿英里(约合140亿公里)。

截至2009年10月为止,旅行者2号作-54.55°的倾斜及19.737 hrs的赤经,指向望远镜星座。旅行者2号正处于距离太阳90.557个天文单位,每年以3.268个天文单位(约每秒15.493公里)的速度离开太阳系。

2007年8月30日,经过30年的长途跋涉,“旅行者二号”飞船在离地球85个天文单位(1个天文单位是地球与太阳之间的平均距离即1.5亿公里)处对终止激波进行了就地直接观测,这是人类历史上第一次传回太阳系边缘的信息。

由于太阳风动压的变化和波动的影响,终止激波并不是静止不动的,而是沿径向来回运动,造成多次跨越“旅行者二号”飞船。通过对探测数据的详细分析,得到了新的重要发现:(1)一般而言,激波会将超声速(马赫数大于1)的流体变为亚声速(马赫数小于1),而终止激波的下游仍然是超声速流动;(2)下游等离子体的温度比理论预期值低10倍以上。之所以产生与我们熟悉的激波特性的不一致的主要原因是由于星际介质中存在着大量的中性成分。 这些中性成分(主要是中性氢原子)与电离的太阳风质子通过电荷交换产生新生离子(Pickup Ions)。太阳风动能减少产生的能量大部分供给了新生粒子,只有少部分能量用来加热太阳风等离子体,从而造成终止激波下游太阳风等离子体的温度比预期值偏低,从而声速变小,导致终止激波的下游马赫数仍然大于1。随着“旅行者二号”飞船继续在日球鞘区内探索,越来越多的太阳系边缘的自然奥秘将被人类所揭示。

2010年4月底至5月初,“旅行者2号”运行至太阳系的边缘。4月22日,“旅行者2号”向地球发送出一些非常奇怪的信号,在经过13小时后,信号被NASA的深空天线成功接收。但遗憾的是,NASA的科学家至今无法破解。德国著名的UFO专家豪斯多夫据此大胆断言,“旅行者2号”很可能已经被外星人劫持。豪斯多夫说:“看起来飞船被劫持了,程序被重新编写,因此我们无法破译。”NASA没有对豪斯多夫的看法做出回应,而科学家及工程师的看法是,飞船上的存储系统可能出了小故障。工作人员正积极修补。

有关旅行者2号的其他内容