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NASA的旅行者1号即将抵达历史性的“一光日”里程碑

2026-11-03 22:34:53 前沿信息 阅读

NASA的旅行者1号在发射近50年后即将迎来一个非凡的里程碑,尽管工程师们正与不断减少的电力和神秘的技术故障作斗争。一次巧妙的节能操作延长了该航天器的科学任务,而最近一次原因不明的48小时通信中断也让NASA惊出一身冷汗。11月18日,旅行者1号将到达距地球一光日的距离,即使是最简单的往返通信也需要48小时。

NASA工程师最近在延长任务寿命的努力中取得了两项重要进展。今年9月,他们完成了一项复杂的节能项目,旨在保留探测器剩余的科学能力。随后,在10月20日,旅行者1号在经历了神秘的48小时中断后,意外地恢复了与地球的通信。

NASA工程师找到巧妙的节电方法

9月初,旅行者团队成功地为旅行者1号上的三个设备更换了耗电量更低的替代设备。这项被昵称为“大爆炸”的精心协调的操作经过数月的准备,并在工程师对旅行者2号执行相同程序约六周后完成。

此次升级预计将延长旅行者1号剩余科学仪器的运行寿命,使探测器能够比先前预期的更长时间继续从星际空间收集宝贵信息。

两艘旅行者号探测器均使用放射性同位素热电发生器发电。这些系统利用钚放射性衰变释放的热量产生电能。随着该过程的持续,探测器的发电能力逐渐下降,每个探测器每年减少约4瓦。

在太空中运行近五十年后,这种持续的损耗使工程师几乎没有多余的电力可用。为了维持任务运行,NASA已逐步关闭不再必需的设备。

 

“大爆炸”行动是一项尤为艰难的工程挑战,因为三处更换必须同时进行。所涉及的六个设备帮助探测器在太空的极寒环境中维持内部温度。必须同时更换原有的三个设备,才能在降低耗电量的同时保持旅行者1号整体热量的合理分布。

维持旅行者1号科学任务的运行

近年来,电力限制已迫使NASA关闭了旅行者1号上的两台科学仪器。该探测器于1977年发射时,携带了10台仪器用于科学研究。其中几台在旅行者号完成与外行星的交会后即被关闭,其余的则继续运行,以研究日益遥远的太空区域。

被研究的区域之一是外日球层,即太阳产生的粒子和磁场构成的巨大区域。两艘旅行者号探测器此后都已越过这一边界进入星际空间,使其成为有史以来唯一直接研究太阳日球层以外环境的探测器。

保留它们剩余的仪器尤为重要,因为目前没有其他任务能够从这个遥远区域收集测量数据。如果没有“大爆炸”升级,NASA可能最早在2027年夏天就面临关闭旅行者1号另一台仪器的局面。

神秘的通信中断引发新疑问

尽管节能工作取得了成功,旅行者1号仍不断遭遇意外问题。

 

10月18日和19日,NASA暂时与探测器失去了联系,该机构的深空网络在两次间隔24小时的预定通信尝试中均未接收到其无线电信号。

该网络由分布在全球三个地点的大型射电天线组成,使NASA能够与探索月球及更远目的地的探测器交换信号。中断发生时,旅行者1号距离地球约160亿英里(240亿公里)。

在两次探测该探测器均告失败后,其信号于10月20日意外恢复,距中断开始约48小时。此后通信一直保持畅通,工程师随后发送指令以调查问题。

NASA尚未确定事件的确切原因。不过,工程师发现旅行者1号的一组推进器已停止工作,探测器自动启用了备份推进器。

这一行为是名为故障保护的内置安全系统的一部分。当机载计算机识别到正在运行的设备可能存在问题时,它们可以切换到备份硬件,使探测器进入稳定配置,并暂停正常活动。这为地面控制人员提供了调查并确定适当应对措施的机会。

“这是我们第一次看到探测器出现这样的情况,但我们也正处于任务中必须预料到意外情况的阶段,”NASA南加州喷气推进实验室旅行者任务经理卡里姆·巴达鲁丁说。“我们很高兴能与旅行者1号重新取得联系,并渴望了解发生了什么。”

旅行者1号逼近历史性的“一光日”里程碑

在NASA继续调查通信中断的同时,旅行者1号正朝着另一项非凡成就迈进。

该探测器正以约每小时38,000英里(61,155公里)的速度穿越星际空间,预计将于11月18日到达距地球160.9亿英里(258.9亿公里)处。这一距离相当于一光日,即光需要在地球与该探测器之间整整24小时才能走完。

此前从未有任何人造物体到达过如此遥远的距离。

这一里程碑也体现了与如此遥远的探测器通信所面临的巨大挑战。无线电波以光速传播,因此从地球发出的指令将需要整整一天才能到达旅行者1号。任何返回的响应又需要24小时,从而造成总计48小时的通信延迟。

“如果你想对旅行者号说‘你好’,你发出信息后就得回家等上两天,才能最终收到回复,”喷气推进实验室旅行者项目主管苏珊娜·多德说。

跨越一光日阈值不会给旅行者1号及其周围环境带来任何物理变化。探测器将继续穿越同样的星际环境,浑然不知自己已跨过了对地球上的人们具有特殊意义的里程碑。

相反,这一成就有力地提醒着人们宇宙中天体之间的遥远距离,以及这艘近半个世纪前发射的探测器的非凡耐久力。尽管电力衰减、设备老化且不断出现意外技术故障,旅行者1号仍在继续其历史性的旅程,比任何其他人造物体都更远离地球。

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Materials provided by NASA's Jet Propulsion Laboratory. Note: Content may be edited for style and length.

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