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冲出地球
1.6.4.6 旅行者计划
旅行者计划

原本的行星之旅计划因为预算太高被取消了,这之后NASA的科学家仍然不甘心,非常想探索木星和土星,于是换了个名字制订了木星-土星水手计划,实际为行星之旅计划的缩减版。再加上1977年地球的公转轨道正处于175年一遇的绝佳节点,此计划便更如虎添翼。在这一年,木星、土星、天王星、海王星会形成一个特定的排列,假使在这个节点发射探测器,并不需要携带大量的燃料,只需要适当地调整轨道,就能利用此时各颗行星的引力弹弓效应,既能探访这四颗行星,又可以在访问结束后利用引力场把自己甩出去,从而获得更快的速度飞向太阳系之外。按照当时的设计,探测器飞往海王星需要30年,而如果抓住这个节点,探测器被弹出去之后只需要12年的时间便可抵达。因此科学家开始兴致勃勃地准备发射计划,在之后的设计中因为探测器预计探索范围远超水手号计划,所以NASA的科学家们很任性地新开辟出了一个计划,取了个新名字——旅行者计划。

旅行者计划为了保证成功率,准备了两个探测器,分别是旅行者1号和2号。

一般太空探测器按照序列号发射,但旅行者计划中先发射的是2号,是不是很奇怪?事实上旅行者1号发射之前发现了故障,推迟到1977年9月5日发射,比旅行者2号晚了两周。不过也正是因为发射晚,旅行者1号因祸得福成了人类历史上所有已经发射了的航天器中最快的探测器。

那个时代NASA的经费非常充足,每个探测任务几乎都有个备用的探测器,旅行者2号也是如此。起初,两个探测器的目的地是木星和土星,在经过土星的时候甩出轨道飞往天王星和海王星。旅行者2号最终执行了这个计划,旅行者1号则被更改了计划。

虽然落后旅行者2号两周才发射,但因为1号修正了轨道,进入了更短的轨道中,所以它比先行发射的旅行者2号更早到达木星。1977年12月,旅行者1号就赶上旅行者2号,并在两年后抵达木星系统,以史上距木星中心最近的距离,开启了比先驱号携带的更先进的相机,开始了对木星卫星、木星环、磁场以及辐射带的“拍拍拍”之旅。在对木星表层大气和卫星系统观测之后,旅行者1号踏上了飞往土星的征程。

借助木星的引力抛射,1980年11月,旅行者1号抵达土星区域,又开始对土星“拍拍拍”,传回了大量的图片和一些关键数据,同时还发现土卫六拥有稠密的大气层。因此,科学家决定让旅行者1号改变轨道,以更靠近土卫六进行观测研究。轨道更改之后,就必须放弃对天王星和海王星的探访,这项任务交给了备用探测器旅行者2号。也正因为旅行者1号的轨道从发射之初的改变,加上后续几次临时变道,使得它获得了人类太空飞行器迄今为止最快的速度,截至笔者落笔,旅行者1号的速度保持在每秒16.980千米,这足以保证它飞出太阳系。

旅行者1号从地球上发射后的轨迹

先发后至的旅行者2号于1979年7月9日安全抵达木星的观测区域,在距离木星57万千米处掠过,发现了环绕木星的几个环,拍摄了木星卫星伊奥的一些照片,并发现其表面可能有火山活动。

离开木星后,旅行者2号比旅行者1号晚了将近9个月抵达第二个目的地土星。它探测了土星的大气层上部,并对土星北极进行了详细的观测,发现北极的温度会更冷,呈季节性变化。离开土星之后,忠厚老实的旅行者2号还是出现了一些问题,相机因为润滑油所剩无几卡住了,顺利解决之后,继续向着原来的目标天王星和海王星进发。

旅行者2号于1986年1月到达天王星观测区域,发现了10个之前从未发现的卫星,观测到了9个已知的天王星环,距天王星大气表层最近仅81500千米。探测器还对天王星的辐射带和磁场进行了研究,取得了第一手的数据,为科学家研究天王星立下了汗马功劳。

1989年8月,旅行者2号终于抵达了最后一个探测目标——海王星的观测区域。因为这是旅行者2号最后的一个观测任务,科学家决定奢侈一把,微调了它的运行轨道,以便靠海王星近一些。这个操作和旅行者1号访问土卫六如出一辙。旅行者2号除了发现海王星的大黑斑之外,还给海王星各个卫星拍摄了照片并传回了地球。截至1989年,人类的探测器已经对太阳系内的八大行星都进行了探测——除了后来被开除出行星队伍的冥王星,这个遗憾以后会由新视野号来弥补。