旅行者2号飞到187亿公里外,发现怪事,真空中物质越来越密集

在上世纪50-60年代的太空竞赛中,一开始美国在很多方面都似乎落后于苏联,如世界上第一颗卫星、第一艘载人飞船、第一个成功飞越月球的探测器等都是苏联发射的,不过后来情况开始发生了改变,美国率先将宇航员送上了月球表面,率先造出了航天飞机,在44年前发射升空的旅行者1号、2号探测器已经飞到星际空间。

旅行者2号

旅行者2号探测器比旅行者1号探测器发射升空早了近半个月,在1977年8月20日发射升空。由于旅行者2号探测器在发射时刚刚好遇到了176年一遇的行星几何排阵,能够借助行星引力进行加速,一口气完成了木星、土星、天王星、海王星这4颗遥远的气态行星,被誉为最有价值、最多产的探测器。

由于旅行者2号探测器的主要任务不是环绕气态行星飞行,所以当它靠近气态行星时,并没有进入环绕轨道。在1979年7月9日,旅行者2号探测器从距离木星大约57万公里的高空中飞过。这一次飞越木星,旅行者2号探测器不仅拍摄到大量木星的照片,还发现了木卫一火山喷发的情况。

借助木星引力加速,在1981年8月25日旅行者2号探测器就来到了土星的附近,在1986年1月24日飞越了天王星,在1989年8月25日飞越了海王星,随后朝着太阳系外侧飞去,在2018年进入了星际空间。到现在,旅行者2号探测器与地球的距离已经达到187亿公里,大约相当于地球与太阳平均距离的124.6倍。

真空中物质竟越来越密集

虽然太空是一个“真空”的环境,但并不意味着在太空中啥都没有,在太阳系内,质子和电子的平均密度大约为3-10个/立方厘米,随着远离太阳,真空中质子、电子的密度也会下降,在遥远的日球层顶以外,等离子体密度仅为0.002个电子/立方厘米。不过,当旅行者1号、2号到达星际空间后发现等离子密度越来越密集了。其中旅行者1号探测器在星际空间测得的密度为0.13个电子/立方厘米,旅行者2号在185亿公里处的地方测得的介质密度增加到0.12个电子/立方厘米。

这一个发现确实是一件“怪事”,为什么旅行者1号、2号越往外飞,监测到的粒子密度却在上升,而不是继续下降或者保持较低的水平呢?虽然已经发现这一个情况,但是科学家现在仍不知道到底是什么原因导致的。

由于现在旅行者1号、2号进入星际空间的时间还不是很长,也还没完全深入到星际空间的内部,所以在星际空间内的等离子分布情况到底是怎么样的,不得而知。只能继续等待它们俩不断传回新的数据,将星际空间的景象展现在我们的眼前。不过,现在旅行者1号、2号探测器的情况不容乐观,因为它们的设备已经严重老化,能量也所剩无几,预计还能维持5年左右了。也就是说,或许在5年以后,我们就再也收不到它们俩的信息了。

NASA恢复和旅行者2号通信

由于探测器离地球非常遥远,科学家通过无线电信号与这些探测器实现通讯,不过这些无线电信号会随着距离越远,消减越明显,即探测器从几十亿公里外传来的无线电信号在到达地球时极为微弱,我们没法直接接收到这些微弱的信号。所以科学家制造了庞大的深空网络(Deep Space Network)来与这些探测器进行“交流”。

深空网络(Deep Space Network)由3个呈120度分布的深空通信设施构成,其中一台位于美国加州的Goldston,一台位于西班牙马德里附近,还有一台位于澳大利亚的Canberra附近,其中位于澳大利亚堪培拉的的70米口径深空网络DSS 43号无线电天线(Deep Space Station 43)进行了升级、维修,在升级期间,这一台天线暂时关闭。由于这一台天线是位于一个能够向旅行者2号探测器发射无线电信号的天线,所以在它升级、维修期间,人类与旅行者2号探测器暂时失去了联系。

在2020年10月,这一台天线完成了大部分重新组装工作后,它曾经向旅行者2号探测器发送了一条测试信息,也接收到了旅行者2号探测器的“回复”。随后科学家继续完成天线的升级,在上周五,NASA重新开启了这一台天线,恢复了与旅行者2号探测器的沟通。

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