从先驱者10号到旅行者一号,为了飞出太阳系,人类有多努力?
好奇心是人类与生俱来的本能
千百年来人类仰望星空,想象着苍穹之上究竟隐藏着什么不为人知的秘密,是神们自己居住的宫殿?还是其他别的什么东西?
现在我们知道,自己生活在一颗名为地球的行星上,所谓苍穹其实就是包裹行星的大气层,认清这个现实后,人类的好奇心马上就转移到了地球之外的茫茫宇宙中,于是乎从第一颗人造卫星和第一个太空人开始,形形色色的探测器开始代表人类文明离开地球,奔向辽阔无边的宇宙。
这些从地球出发的信使们,有着比人类肉体更强悍的身体条件和敏锐的感官,迄今为止它们已经探访了太阳系内的30多颗星球,旅行者系列更是飞出了太阳系日球层的束缚,进入到了外太阳系空间。
但这么多探测器,谁才是第一个呢?
通过查阅资料,人类对地球以外天体的探索最早可以追溯到1958年,在这一年的8月17日,美国“托尔-艾布尔1号”探测器发射,目标是进入月球轨道,但遗憾的是由于技术的不成熟,这架探测器升空77秒后就爆炸了,为了纪念这架人类历史上第一个以地外天体为探测目标的探测器,它的名字也被改为了先驱者0号。
后来NASA以先驱者为名,又发射了一系列先驱者探测器,其中最著名的是先驱者10号,1972年发射的它,是人类历史上第一架平安穿过小行星带的探测器,在它之前,很多天文学家都认为小行星带内数以百万计的小行星,会成为探测器的无法逾越的屏障,但先驱者10号的平安穿过,打消了天文学界的顾虑。
穿越小行星带后,先驱者10号就成了第一架近距离观测木星的探测器,后来它借助木星的引力二次加速,开始向冥王星轨道飞去,等到2003年,先驱者10号身上的核同位素电池彻底失效后,它便和人类永远失了,最后一次接收到的信号显示,它正在朝着银河系外围恒星毕宿五飞行。
由于它身上第一次携带了有关人类文明信息的金属牌,所以现在仍有人寄希望于它能被外星文明捕获,并重新与地球取得联系。
但平心而论,先驱者10号金属牌上的信息并不是很详细,真正记录了详细的人类文明信息的探测器,是后来的旅行者系列。
1977年9月5日,携带镀金圆盘的旅行者一号发射升空,相较于之前先驱者10号单纯的金属牌,旅行者一号的镀金圆盘唱片还具备存储信息的功能,这张唱片内包含了人类文明的很多影像和音频资料,以及用多种语言录制的问候语。
后来发射的旅行者二号,除了航线和旅行者一号稍有不同外,其他配置完全一样,也携带了镀金圆盘唱片。
近半个世纪后的今天,旅行者一号跟二号已经双双飞出了太阳系日球层,虽然科学家预计最晚到2025年,两架探测器就会因为没电而完全与地球失联,但由于两者已经处于物质稀少的外太阳系了,所以根据目前的轨道预测它们失联之后的轨道并不是什么难事,未来甚至不排除发射高速飞船再把它们抓回来放进博物馆的可能性。
毕竟它们永远不可能飞出太阳系
在我们的日常认知中,太阳系是由水星、金星等八大行星组成的,似乎只要掠过海王星的轨道继续向外飞,就等于飞出了太阳系。
但其实并不是这样,因为这种边界这仅仅是从行星的角度来考虑的,却忽视了太阳的所能作用的引力范围。
如果把太阳系比作一个鸡蛋的话,太阳就是中间的蛋黄,八大行星就是蛋清,最外层还有一圈奥尔特星云,它相当于蛋壳。
但在真实比例的太阳系模型中,奥尔特云这个蛋壳的厚度其实比蛋黄和蛋清加起来还大,直径2光年的奥尔特云才算是太阳系真正的边界,而海王星和冥王星轨道,其实连太阳系的门槛都算不上。
基于太阳系半径1光年的实际情况,以每秒17千米飞行的旅行者一号,仍需飞行至少3万年才能离开太阳系,而3万年对目前的人类文明来说,完全能够发展出离开太阳系甚至银河系的技术,所以旅行者一号目前“代表人类文明飞出太阳系”的任务,根本就不可能完成,也没有任何意义。
目前为止真正有望在有生之年离开太阳系的,只有美国在上世纪50年代设想的猎户座核弹飞船
这种以核辐射为前进动力的飞船,每隔一段时间就会往后方发射一颗核弹,用核弹的能量不断进行加速,理论上最高能加速到每秒1.5万公里,也就是光速的百分之五,以这个速度只需要20年就能飞出半径1光年的太阳系。
虽然20年对人类来说也很漫长,但好在还处于人类寿命范围之内,是个至少在时间上成立的方案,美中不足的就是猎户座飞船太难控制了,过于简单粗暴的它还有很多隐患,所以直到最后这种核弹飞船还是没能面世。
21世纪的今天
航空航天界虽然依旧痴迷于核动力飞船,但早已从可控核裂变转换为可控核聚变了,因为前者的能量并不大,且辐射还很强,最重要的是所需的核材料在宇宙中很不好找。
相较之下可控核聚变所需的氢元素,在宇宙中可谓比比皆是,随便一颗气态行星或者有液态水的星球都含有大量氢元素。
总体来看
先驱者系列探测器也好,旅行者系列探测器也罢,这些发射于20世纪的“老古董们”速度都太慢了,根本不可能带领人类文明飞出太阳系,真正能堪此重任的只有可控核聚变技术,只有发展可控核聚变,人类文明才能冲出地球,走向宇宙。
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