书城工业技术遥远的使命——空间探测器
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第8章 “先驱者”号星际探测器

勇敢的“先驱者”

20世纪50年代,美国制订了一个行星和行星际探测计划,称为“先驱者”划。“先驱者”计划所使用的多种探测器都被命名为“先驱者”。

1958年8月17日,美国发射第一个月球探测器——“先驱者-0”号。“先者-0”号坐在运载火箭的头上,正美滋滋地幻想飞到月球以后必须做的几件情,功成名就以后怎样展示自己的身姿和发表月球历险记。它还没有回过神来弄清怎么一回事,就在发射台上爆炸,粉身碎骨了。

“先驱者”号探测器是美国发射的行星和行星际探测器系列之一,用来探测地球与月球之间的空间, 金星、木星、土星等行星及其行星际空间。美国从1958年10月到1978年8月一共发射了13颗“先驱者”号探测器。

美国的“先驱者”号是世界上第一种行星和行星际探测器。最著名的是“先驱者-10”号、“先驱者-11”号探测器。它们兄弟俩的重量都是258.5千克,是人类派往行星访问的第一批使者,执行多目标探测任务,最为引人注目。

“先驱者-10”号探测器

1972年3月2日,美国在佛罗里达州肯尼迪航天中心第36A号发射台,向木星发射“先驱者-10”号。它的科学任务是在行星之间一路荡着太空秋千,争取成为第一个到达木星、木星卫星、土星附近的探测器,飞出太阳系。

“先驱者-10”号义无反顾地踏上征途,经过1年零9个月的长途跋涉后,穿过火星与木星之间危险的小行星带,闯过木星周围的强辐射区,终于到达木星。

1973年12月1日,“先驱者-10”号首次飞越木星。它飞临木星时,沿木星赤道平面从木星右侧绕过。“先驱者-10”号在距木星13万千米的地方穿过木星云层,拍摄了第一张木星照片,并进行了十多项实验和测量。“先驱者-10”号向地球发回第一批木星资料,传回了500多张木星及其卫星的图片。

“先驱者-10”号为揭开木星的奥秘立下头功,最大的成果是收集到了有关木星磁场的数据。“先驱者-10”号荡起太空秋千,在木星巨大的引力加速下,直向太阳系的边疆飞去。

路越远心越近。2002年4月27日,美国国家航空航天局最后一次成功地接收“先驱者-10”号的信号,随后信号微弱到难以检测,也没有提供有用的数据。“先驱者-10”号原设计寿命为22个月,但它已在太阳系深空足足工作了30年。美国国家航空航天局艾姆斯航天研究心、天文台的科学家试图与它保持联络。

2003年1月23日,先者-10”号从距离地球120千米,约80天文单位的位发出最后的极弱信号,似告诉地球:永别了!这个伤的无线电信号要经过12时才能到达地球。2006年3 4日晚上,美国国家航空航局最后一次联系,发出强的电波,但无响应。由于离增加和探测器电源不断化,美国国家航空航天局终与其失去联系。科学家痛地说:你离我越远,痛离我越近。

截至2011年4月1日,“先驱者-10”号每秒飞行约12.2千米,每一年飞行2.6个天文单位。这时,“先驱者-10”号位于距离太阳103.017个天文单位,离地球大约是170亿千米的地方。这里,太阳光都需要14.32小时才能到达。“驱者-10”号飞行在与“先驱者-11”号、“旅行者-1”号、“旅行者-2”号反的方向,具有新视野。现在,40岁的“先驱者-10”号是人类建造的航天器飞行最遥远的。它将继续向金牛星座方向前进。如果一切顺利的

话,“先驱者-10”号将在200万年后抵达金牛星座。

“先驱者-11”号探测器

1973年4月5日,“先驱者-11”号紧随“哥哥”的脚步勇敢出发。“先驱者-11”号在肯尼迪航天中心第36B号发射台搭乘“宇宙神”运载火箭升空。“先驱者-11”号飞越木星之后,借助木星的引力荡秋千,飞向土星,开始传奇的旅程。

1979年9月1日,以探测土星为科学任务的“先驱者-11”号,穿过土星外部边缘的光环,从距土星3400千米的地方掠过,拍摄到第一张光环中的土星照片。“先驱者-11”号探测了土星的轨道和总质量,测量了土星大气成分、温度、磁场,发现了2个新光环。探测了土星之后,“先驱者-11”号便从天王星近旁掠过,科学家为“先驱者-11”号设计的飞行方向是朝着银河系中心飞行。虽然它和“先驱者-10”号飞行方向相反,但兄弟俩目标一致,为人类传播地球文明。

据科学家推算,2012年2月8日,“先驱者-11”号大约距离地球120亿千米。以11.4千米/秒速度飞出太阳系。那里太阳光需要12小时才能照到“先驱者-11”号。

“先驱者-11”号现在正向天鹰座挺进,将在400万年后飞近天鹰星座的一颗恒星。

“地球名片”

人类从来没有放弃过对地外文明的探索。进入20世纪,更是以前所未有的进工具——行星际探测卫星,继续寻找外星生命;利用行星际探测器,向太空送“地球名片”,希望得到外星人的天外回信。

我们地球人曾主动给外星智慧生命送过四次礼。它们搭载20世纪七八十代美国的4颗探测器进入太空。2颗“先驱者”号各带着一张内容相同的“地球片”;2颗“旅行者”号分别带着录有“地球之音”的唱片。

“地球名片”是一块表明人类在宇宙中地位和文明现状的镀金铝板标志牌。大小为13.5厘米×7.5厘米。名片上刻有地球上裸体男女的形象,男人举起右手表示向外星人致意。人体背后为按比例绘制的“先驱者”号外形,以显示人体的大小;下方的10个小圆圈表示太阳系,圆圈的大小代表星体的相对尺寸,左起第一个为太阳,第4个为地球;从地发出的曲线表示“先驱者”号的太空旅程航迹,由太阳系的第3颗行星——地球发,绕过第5颗行星——木星,向太阳系外飞去;图中辐射状的符号表示地球人识的物理学和天文学;左上部2个符号表示氢的分子结构。

这张凹版的星际问候卡,传递了关于地球在宇宙中的位置和该探测器建造发射时间的信息。其中,太阳的位置是用它与14颗脉冲星的相对位置关系来表的。作为“宇宙的时钟”,脉冲星以长期恒定的速率自转。在银河系中脉冲星数量不多,而脉冲星的精确周期在名片中用二进制码描述。据此,天文学发达地外文明可以很容易判断太阳系的位置。

地球人给外星人的自荐信——“地球名片”,由美国康奈尔大学的行星天学家、著名科普作家卡尔?萨根、美国国家天文与电离层研究中心主任德里克和术家琳达?苏尔兹曼?萨根共同设计。目的是使可能收到“地球名片”的外星人解地球人类的信息。

名片采用的特殊材料和加工工艺可以保证它在星际空间中暴露数亿年而不变形、不变质。这块镀金铝板装嵌在“先驱者”号探测器兄弟的天线主柱之下,用以保护它不受太空灰尘侵蚀。美国国家航空航天局希望这块板及探测器本身能比地球及太阳更加长寿。名片可在太空中存在10亿年。如果银河系中的智慧生命获得并破译了这张名片,就能判明太阳在银河系中的位置。地球人就可能接收到来自另一个太阳系星球的信息。