旅行者二號遇49427℃「火牆」,人類有生之年,能飛出太陽系嗎?

上世紀50年代第一顆衛星的升空,開啟了 人類的「太空探測紀元」,在這70年間,人類將探測器送上了周圍的各個星球,甚至表示在探測資料的支援下,未來會登陸周邊的星球建立 「人類根據地」,實現 太空移民。一開始,由于技術的限制,大家只能將探測目標瞄準附近的鄰居,如天然衛星月球、地球的雙胞胎兄弟金星和被譽為地球的替代星球火星等等。

漸漸地,大家發現地球周圍的這些星球似乎都沒有生命存在,也 不太適宜碳基生命的生存,因此就擴大了搜索范圍, 將目標對準了太陽系之外,銀河系旋臂之上那麼多「社區」,總有一個能移居吧?美國的「旅行者」系列就肩負著飛出太陽系的使命出發了,沒想到 一飛就是四十多年。途中還遇到不少艱難險阻,比如旅行者二號在飛離太陽系時就遭遇了 高溫火牆,其溫度竟然達到了 49427℃

機器尚且可以 依靠著堅實和抗燃的外殼穿越這道屏障,人類脆弱的軀體面對如此高溫可能直接就 「氣化爆炸」了,那才是真正的灰飛煙滅。我們,真的能夠飛出太陽系嗎?

「旅行者」的漫漫星際旅途

成功穿越太陽風的兩個旅行者探測器,最初都屬于美國的 「水手計畫」,因此其實它們兩都是太空飛船。值得一提的是,我們下意識都會認為1號比2號發射得早,這樣比較符合邏輯。偏偏旅行者號不走尋常路, 旅行者2號在1977年8月20日就發射了,旅行者1號等到同年的9月5號才發射

它們兄弟二人最初肩負著不同的使命,于中途分道揚鑣,最後又都到達了太陽風之外。這項 最初計畫只飛行4年的探測器,目前已經飛行了40多年,雖然可能于2025年時因為耗盡電量與我們失去聯絡,但是還是帶給我們了許多的驚喜。

接下來我們就來詳細了解一下旅行者2號的情況,它先後到訪了土星、木星、天王星、海王星,為地球傳回來了一系列的監測資料。 旅行者2號的重量為721.9千克,相較于其它的探測器,它算得上是個「大塊頭」了。

為了在接近木星時有足夠的力量改變其軌道,「旅行者2號」還攜帶了一個重達1125千克的固體火箭發動機,並為這台發動機配備了8台液體火箭姿控發動機,構成一個推進模組。

此外旅行者2號的功耗為420W,為了確保在漫長星際旅途當中一直有電, 在它身上裝有3個放射性同位素熱電源,剛發射時供電能力約470W。專家指出,雖然能耗一直在衰減,但是還是能支撐到 2025年左右。為了方便與地球聯絡,傳回資料, 旅行者2號的抛物面天線直徑約為3.7米。

旅行者2號即便在距離地球數億公里外的木星附近,依然能夠以115.2bps的速率向地球傳輸資訊,這比我們在互聯網時代早期使用的數據機都要快。

2019年時NASA公佈了旅行者2號探測器發回的資料,可以看出自它 于2018年12月10日飛離太陽風層之後,當時與地球的距離大約是119AU。並且雖然旅行者1號早它一步從別處穿越了日光層邊界,但是 等離子體設備損壞,導致 並未監測到穿越資料。但是旅行者2號的設備完好,因此給人們傳回了完整的日球層頂資料,有助于我們了解太陽系物理邊界情況。

神秘的「火牆」

因為監測設備完好,所以旅行者2號還記錄了 在穿越日光層邊緣時遭遇的一道「火牆」,根據資料顯示其溫度高達49427℃。這火牆其實就是 日球層頂的一道屏障,是由太陽風粒子和系外宇宙輻射粒子碰撞而產生的。它平時還能充當太陽系的防護罩,為 太陽系抵擋外來70%的輻射

來自系外的粒子與太陽風粒子相撞之後,相互壓制抗衡,最終 形成了這個粒子在其中快速運動的火牆。但是49427℃是我們根據其中輻射粒子的速率來計算的,但是 它們的密度其實很低,這就是為什麼它只能遮擋住70%的宇宙輻射,因為這個火牆有一些 「漏風處」

所以旅行者1號和2號都先後穿越了這道火牆, 在穿越時遭受的熱量衝擊其實不大,因為密度很低,就像我們快速用手指穿過打火機的火苗,並不會感覺到多燙。再比如,我們用拳頭去砸鋼板和泡沫板,鋼板看起來很薄但是砸不穿,拳頭還會很痛,泡沫板則恰恰相反,利用這一例子會更好理解。

其實旅行者2號除了在穿越日光層邊緣時遭遇了這道「高能粒子牆」以外,飛行過程中經常又會遇見 粒子流,這些粒子流的溫度高 達6000℃,幾乎和太陽表面的溫度一樣了。但是探測器卻沒有被烤化。這是因為 這些粒子流的密度和上文提到的火牆一樣低

平均約每立方公分的空間中只有0.015顆氦原子,相對地球表面每立方公分約1兆(106)個粒子的密度而言,太空中的粒子流密度相當稀薄。

 

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