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旅行者1号探测器(人类首个飞出太阳系的飞行器:旅行者1号到底有多厉害)

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-11-24 09:11:21  作者:[db:新闻资讯作者]  浏览次数:24
核心提示:本文目录人类首个飞出太阳系的飞行器:旅行者1号到底有多厉害旅行者1号探测器是什么时候发射的旅行者1号飞行40年,地面如何控制

本文目录

  • 人类首个飞出太阳系的飞行器:旅行者1号到底有多厉害
  • 旅行者1号探测器是什么时候发射的
  • 旅行者1号飞行40年,地面如何控制远在209亿千米外的探测器
  • 美国旅行者1号飞行器到底有多厉害完成过哪些壮举
  • 飞了228亿公里的旅行者一号,究竟是如何躲避小行星的
  • 旅行者一号速度是多少
  • 飞行225亿公里,旅行者1号最后拍摄的照片,为什么让人深思
  • 旅行者1号探测器到底有没有可能到达外太阳星系

人类首个飞出太阳系的飞行器:旅行者1号到底有多厉害

先说一下旅行者1号的战绩:

  • 它是人类首个飞出太阳系的人造飞行器

  • 1977年9月5日发射,截止到2020年6月仍然正常运作。

  • 它曾到访过木星及土星,是提供了其卫星高解像清晰照片的第一艘航天器。它也是第一个提供了木星、土星以及其卫星详细照片的探测器。

  • 它是距今离地球最远的人造卫星,截至2019年10月23日止,旅行者1号正处于离太阳211亿公里的距离。

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    意外脱轨,成了流浪卫星

    旅行者1号最初计划属于水手计划里的水手11号太空船,它的设计利用了属于当时的新技术引力加速。幸运的是,这次任务刚巧碰上了176年一遇的行星几何排列。太空船只需要少量燃料以作航道修正,其余时间可以借助各个行星的引力加速,以一艘太空船就能造访太阳系里的四颗气体行星:木星、土星、天王星及海王星。两艘姊妹船旅行者1号及2号就是为了这次机会而设计,它们的发射时间是被计算过以便尽量充分利用这次机会。亦拜这次机会所赐,两艘太空船只需要用上12年的时间就能造访四个行星,而非一般的30年时间。

    旅行者1号主要的任务就是拍摄木星和土星以及它们的卫星。1980年11月,旅行者1号在发现土卫六拥有大气层后,就飞向土卫六,因此偏离了黄道,结束了3年的探索任务。

    然后,旅行者一号朝银河系中心方向飞去。2011年3月9日,旅行者一号距离太阳大约116.4天文单位,相对于太阳的速度为每秒17公里,相当于每年约3.6天文单位。北京时间2014年9月13日凌晨2时,美国国家航空航天局在新闻发布会上称旅行者一号已经飞出太阳系,成为首个飞出太阳系的人造飞行器。

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    卫星持久的动力

    旅行者1号已经离开地球长达44年了,它至今还能正常运行。这艘无人探测器携带的核动力系统可以持续供电长达半个世纪,所以旅行者1号目前还能与地球上的深空网络保持联系。尽管旅行者1号的信号发射功率与普通家用LED灯相当,只有20瓦,并且传播到地球上后衰弱到10^-22瓦,但得益于旅行者1号的高增益天线和地面的深空网络,天地还能继续保持通信,只是信号传播回来或者发射出去需要将近20个小时。

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    旅行者一号和二号,各自拥有的两块核电池,也将耗尽能源,预计在2020年关闭所有仪器只保留通讯,在2025年耗尽所有电量。

    有人可能会问,为什么旅行者一号不会被宇宙中的陨石打到呢?其实宇宙空间太大,而旅行者又太小,而且才飞了区区不到40年,撞到乱七八糟的陨石才是小概率事件。通信肯定用电磁波了,能够较正常的接收信息好像一方面因为是定向的大天线,另外,由于发射频率的原因,受到较少的干扰。

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    脱离太阳系的卫星

    在2006年3月31日,来自德国AMSAT(业余无线电卫星通讯组织)追踪并接收到来自旅行者1号的数据,他们于波鸿使用了一台20米的碟型天线配合长观测时间技术。其后那些数据与深空网络位于西班牙马德里的观测站获取的数据进行了校对及验证。

    2012年6月17日,位于美国加利福尼亚州的美国航天局(NASA)喷气推进实验室发布声明称,1977年发射的“旅行者1号”探测器发回的数据显示,它已抵达太阳系边缘。这个在太空中孤独旅行35年的探测器将有望成为首个脱离太阳系的人造物体。如果除去消息传播的时间,那么旅行者1号到达太阳系边缘的时间为2012年5月。

    航天局表示,过去3年中,“旅行者1号”上携带的两个高能望远镜接收到越来越多的宇宙射线,2020年,来自太阳系外的宇宙射线数量急剧增加。此外,探测器感测到的高能粒子数量也出现了变化,这些源自太阳的粒子数量有所下降。基于这些数据,项目科学家得出结论:“人类向星际空间派出的首个使者已在太阳系边缘”。

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    “旅行者1号”越接近太阳风的边缘,穿透探测器上的过滤装置的宇宙粒子就越多。 2012年5月7日,这种现象突然加剧。到7月初稳定下来,这只能解释为‘旅行者’1号正在穿过太阳系和星际物质的交界处。理论上认为这里是一个狭窄的不稳定区域,被称为‘太阳层顶’。而这个探测器飞出太阳系的时刻令人激动,因为这是人造物体首次脱离太阳系。

    如果美国航天局的测量工具证实“旅行者”1号飞出太阳系,我们将能最终得知太阳系的确切体积。知道它的厚度大约为0.5个天文单位(1个天文单位是地球至太阳的平均距离,约为1.5亿公里),距离太阳120个天文单位。

旅行者1号探测器是什么时候发射的

旅行者1号探测器又名航行者1号,是一艘无人外太阳系太空探测器,重815千克,于1977年9月5日发射,目前(2005年)仍然正常运作。它同时也是离地球最远的人造飞行器。旅行者1号已经进入太阳系最外层边界,并即将飞出太阳系,目前处于太阳影响范围与星际介质之间,距离太阳140亿千米(90天文单位或87亿英里)。

旅行者1号已经进入太阳风顶区域,这是一个位于边界激波外的区域,同时也是太阳系与星际空间的交界边界。由于距离地球非常遥远,从“旅行者1号”发出的信号需要传输超过13小时,才能到达位于喷气推进实验室的控制中心。该实验室是NASA与加州Pasadena的加州理工学院的合作工程。

旅行者1号的轨道是双曲轨迹,并已经达到逃逸速度,这意味着其轨道将不可能再回到内太阳系。连同先驱者10号,以及已经失去功能的先驱者11号,还有其姊妹探测器旅行者2号,旅行者1号最终将变为一个星际探测器.

旅行者1号原先的主要目标,是探测木星与土星以及它们的卫星和环;现在其任务已经变为探测太阳风顶,以及对太阳风进行粒子测量。两艘旅行者号探测器都是以三块放射性同位素温差电池发电机作为动力来源的,这些发电机目前已经大大超出了起先的设计寿命,人们现在认为它们在大约2020年前仍然能继续提供足够与地球联络的电力。

旅行者1号飞行40年,地面如何控制远在209亿千米外的探测器

现阶段,在外太空中能飞比较远的人工合成物件是旅行者1号,它于77年由美国航空航天局(NASA)发送,并于12年翻过了太阳风层顶,变成在历史上第一个进到星际帝国物质的太空探测器。

目前为止,旅行者1号早已在外太空中飞行了40年,现阶段间距大家大概140天文单位(209亿千米,19光时)。另一艘太空探测器“旅者2号”也于77年发送,直到如今依然是拜访过两个冰巨星(天王星和海王星)的唯一太空探测器。

也有别的的太空探测器早已抵达或将要抵达太阳系的“界限”,这是一个十分遥远的距离。因为现阶段发送的太空探测器全是自动驾驶,那麼,他们在外太空中如何知道该往哪儿飞呢?怎样不容易撞上别的天体呢?

与漫长的太空探测器通讯

旅行者1号飞行40年,路面怎样操纵远在209亿千米外的探测器?

如前所述,这种太空探测器一直在避开地球,如今与大家距离早已十分漫长。即使如此,大家还可以根据电磁波与这种太空探测器开展通讯。电磁波是一种电磁波辐射,其快速传播为光的速度。就算是以光的速度散播,数据信号从旅行者1号传入地球也需19个钟头,接近一天的时间。一样地,路面的太空互联网推送数据信号给旅行者1号也需19个钟头。即然太空通讯存有这般极大的键入延迟时间,太空探测器是怎样开展导航栏的呢?

外太空基本上是空落落的

尽管外太空中流荡着总数诸多的小天体,但相对性于浩瀚的宇宙室内空间是无足轻重的,太空基本上是空落落的。太空探测器不交流会从聚集的小天体中越过,也不会遭受这种天体的吸引力危害。

太空探测器的飞行线路是可预测分析的

旅行者1号飞行40年,路面怎样操纵远在209亿千米外的探测器?

在发送探测器以前,生物学家资金投入了很多的活力(好多个月乃至两年的时间)设计制作太空探测器的飞行线路。因为太阳系中大中型天体的相对位置是已经知道的,根据高精密测算能够明确太空探测器的飞行线路,使他们在飞行全过程中基本上不容易碰到一切出现意外。因为生物学家准确了解太空探测器的飞行线路,因此 她们能够提早预料探测器将来可能碰到什么天体。

也有一些不明的天体在间距探测器数千公里远的地区便会被检测到,因此 路面工作人员有充足的时间再次调节探测器的前进方向。因而,就算数据信号延迟时间了19个钟头,路面的太空互联网或是可以正确引导旅行者1号在外太空中飞行。自然,假如旅行者1号忽然遭受了难测,因为数据信号延迟时间,路面工作人员也束手无策。

美国旅行者1号飞行器到底有多厉害完成过哪些壮举

美国旅行者1号飞行器到底有多厉害?完成过哪些壮举?“旅行者1号”是美国于1977年发射的空间探测器,该探测器因其人类历史上第一个突破太阳圈、向外层空间进发的航天器而确立了其不可撼动的地位。

除历史意义突出以外,“旅行者1号”还曾经发挥过宝贵的科研作用。“旅行者1号”是首个成功探测土星、木星及该两颗行星的卫星、并将其清晰照片传回地球的航天探测器,并对木星的卫星、环、磁场、辐射环境首次进行了深入的了解,首次观测到了木卫一上的火山活动,还验证了日球顶层的存在,这些观测成果极大程度地提升了人类对于太阳系的了解程度。而在公众了解最多也最为关心的“旅行”距离上,截止到2018年“旅行者1号”与太阳之间的距离已经达到211亿千米,并仍然继续远离太阳系、向蛇夫座方向飞行。

“旅行者1号”采用了核动力,该探测器的能源来自一台同位素温差发电机,该发电机配有三块核电池、能确保其工作到2025年,在核电池耗尽后“旅行者1号”将以无动力漂移状态继续在宇宙中航行。令人惊异的是,“旅行者1号”取得了如此之多的科研成果,然而该探测器的功耗仅为420瓦,换句话说“旅行者1号”工作1小时也只消耗0.42度电,仅相当于一台普通电视机耗电量的一半,在上世纪70年代能取得如此之高的设计水准着实令人赞叹。

总体来说,“旅行者1号”无论是历史价值还是科研价值都是其他航天器无法替代也无可比拟的,在人类探索太空的进程中“旅行者1号”的功绩将被永久铭记。

飞了228亿公里的旅行者一号,究竟是如何躲避小行星的

星辰大海是人类的梦想,但从目前的情况来看,人类就只去过距离地球最近的一颗星球——月球,这的确有点小尴尬。好在人类还可以向宇宙深空发射无人探测器,它们可以代替人类飞到更远的区域,去探索宇宙中的奥秘。

时至今日,人类发射的探测器早已拜访了太阳系中所有的行星,甚至在太阳的附近,也有它们的身影出现。

在众多的探测器之中,知名度最高的应该就是旅行者一号了,该探测器于1977年发射升空,迄今为止,旅行者一号已在太空中飞了44年,与地球的距离大约为228亿公里,这也使得它成为了距离地球最远的人造物体,没有之一。

然而据我们所知,太阳系中除了八大行星等主要天体之外,还存在大量的小行星,那么问题就来了,旅行者一号在如此漫长的“旅途”中,为什么一直没有撞上小行星?

飞了228亿公里的旅行者一号,究竟是如何躲避小行星的呢?

可能有人会认为,旅行者一号应该是装了高科技的“探路装置”,能够提前预判自己是否会撞上某颗小行星,然后再以自身的动力进行适当的机动,从而达到躲避小行星的目的。

不得不说,这是一个非常合理的推测,但事实却并非如此,那实际情况是怎么样的呢?答案就是:科学家在设计旅行者一号的时候,根本就没有考虑过应该如何去躲避小行星,换句话来讲就是,旅行者一号在“旅途”中会不会撞上小行星,全看它自己的运气……

需要指出的是,科学家这样做是有足够的理由的,原因很简单,那就是小行星在太阳系中分布得极为稀疏,探测器撞上小行星的概率完全可以忽略不计。

上图为旅行者一号和二号的飞行路径,可以看到,旅行者一号在发射之后就一直在黄道面(地球公转轨道平面)内飞行,直到抵达土星之后,才利用土星的“引力弹弓”飞离了黄道面。

在这期间,旅行者一号飞越了一个太阳系中小行星相对密集的区域——“小行星带”,太阳系内侧的绝大部分小行星都集中在这里,这也就意味着,在旅行者一号飞越“小行星带”的时候,其撞上小行星的概率是最大的。

通常来讲,我们对“小行星带”的印象大概是上图这样的,然而这却与实际情况严重不符,何出此言呢?我们让数据来说话。

“小行星带”位于木星和火星的公转轨道之间,在黄道面所占的平面区域为距离太阳大约2.17至3.64天文单位,整体上是一个环形。我们知道,1个天文单位大约为1.5亿公里,根据环形面积公式“S = π(R^2 - r^2)”可以计算出,“小行星带”在黄道面所占的面积大约有60.34 x 10^16平方公里。

观测数据表明,“小行星带”中已知的小行星数量约为50万颗,考虑到还可能存在没有观测到的小行星,我们不妨将这个数量再乘个2,也就是100万颗。

这样算下来,就算“小行星带”中的小行星全部都运行于黄道面上,也是平均每6034亿平方公里才有一颗小行星,其平均距离大约为77.7万公里,这大约是地球和月球之间的平均距离的两倍。

什么概念呢?这么说吧,在地球和月球之间的距离,完全可以容纳下太阳系中包括木星在内的所有行星,而这个距离却是地月距离的两倍。

由此我们完全可以想象出,当旅行者一号在分布得如此稀疏的小行星之间穿行的时候,其撞上小行星的概率有多低,可以说是几乎为零了。

(注:运行在“小行星带”中的天体都很小,有些小行星的直径甚至小于10米,因此它们与旅行者一号之间的引力效应可以忽略不计)

很明显,既然在小行星相对密集的“小行星带”,旅行者一号撞上小行星的概率都几乎为零,那在其它的区域就更不用说了。

小结

综上所述,历时44年飞了228亿公里的旅行者一号之所以一直没有撞上小行星,其实就是简单地因为小行星分布得实在是太稀疏了,正因为如此,人们在发射其它的探测器的时候,也基本上不会去考虑如何躲避小行星。

旅行者一号速度是多少

旅行者1号速度是17.062公里/秒。

旅行者1号(英语:Voyager 1)是由美国宇航局研制的一艘无人外太阳系空间探测器。重815千克,于1977年9月5日发射,截止到2020年6月仍然正常运作。它曾到访过木星及土星,是提供了其卫星高解像清晰照片的第一艘航天器。

旅行日志

1977年9月 5日12点56分在美国卡纳维拉尔角空军基地出发,离开地球。

1977年12月 被在他之后离开地球的双胞胎兄弟“旅行者2号”赶上。

1978年9月 离开小行星带。

1979年3月 近距离“拜访”木星,看到了木星背阳面的极光。

1980年11月 近距离“探访”土星,发回万余张彩色照片。

以上内容参考 百度百科-旅行者1号探测器

飞行225亿公里,旅行者1号最后拍摄的照片,为什么让人深思

为了更深入的探索宇宙,人类向太空发射了大量的探测器,截止到目前为止,距离我们地球最远的一个探测器是旅行者1号,距离地球已经超过225亿公里。

对此很多人都很好奇在旅行者1号的43年飞行时间内,为地球传回了无数张精彩的照片,做出不不少的贡献,为什么是拍摄的最后一张照片让人类感到深思呢?

距离地球最远的探测器

旅行者1号于1977年9月5日在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角基地由泰坦三号E半人马座火箭发射升空,开启了漫长的太空探测之旅。

当初旅行者1号的目的是为了探测四颗气态巨行星(木星、土星、天王星和海王星)以及它们的卫星,并且旅行者1号也不负众望的完成的它的基本探测任务,比如1979年开始了对木星的探测工作,并在探测过程中发现了木星上的大红斑;

1980年,旅行者1号到达土星,向地球传回了上万张彩色照片,其中包括了土星这颗气态巨行星美丽的光环系统;1990年,旅行者1号完成任务之后,于2月14日拍下了太阳系的“全家福”……

经过43年的漫长飞行,旅行者1号目前距离地球已经超过了225亿公里,相当于地球和太阳之间距离的150倍,由于距离地球太远,旅行者1号发出的信号需要大约21个小时才能被旅行者1号接收,是人类历史上飞得最远的探测器。

最后的照片——太阳系的全家福

在1990年2月14日,旅行者1号探测器已经完成了其基本探测任务,当时它距离地球64亿公里,为了节省能量,NASA准备关闭旅行者1号的部分设备,包括摄像机。

在关闭摄像机前,NASA给旅行者1号发射指令,让它调转方向朝着太阳系拍摄了最后一张照片,并用了将近6个小时的时间把这张照片传回地球。

其实从摄像的角度来看,这张照片黑乎乎一片根本不合格,但是对人类来说却是意义重大,也正是这一张照片才让我们陷入了沉思。

照片不细看的话,是黑乎乎的一片,是很难发现地球的位置,但是放大后仔细观察的话会发现在照片中有一个相当微小的小蓝点,所以这张照片又名为“暗淡蓝点”。

照片中,那个蓝点就是我们人类赖以生存的地球,事实上在这张64万像素的图片中,地球只占了0.12像素,可想而知我们的地球有多么渺小,所以才让科学家陷入了深思。

天文学家卡尔萨根博士还因为这张地球照片触发灵感写成《暗淡蓝点》这本书,卡尔萨根还因此而声名大噪。

宇宙远比我们想象的庞大许多

宇宙目前的可观测直径为930亿光年,而且宇宙还处于超光速的膨胀中,所以宇宙930亿光年的直径可能只是广袤宇宙中的冰山一角。

我们可以这样来认识一下,首先是我们的地球,直径为1.33万公里,周长大约为4万公里,地球到太阳的距离,而地球到太阳的距离约为1.5亿公里左右。

再来看太阳系,太阳系是以太阳为中心,和受太阳引力约束的天体所组成的一个集合体,包括太阳、8个行星、205个卫星和至少50万个小行星,以及矮行星和少量彗星等等,所以地球在太阳系中就已经显得微不足道。

还有银河系,银河系是太阳系所在恒星系统,是一个1000亿到4000亿颗恒星和星团、星云所组成的星系群,直径达到了达到了8万光年,再往大的一方面说还有本星系群等等,和宇宙相比,这些都不值得一提,因此这样看来,地球还是渺小如尘埃的。

总之,人类真的是一个渺小的不能再渺小的存在了,但是即使如此,我们人类仍然是目前宇宙中最特别的一个存在。

不过在旅行者1号上有一张金属唱片,上面有来自人类不同文化的音乐、照片,和55种语言的问候语等,它将带着人类存在的证据继续朝着宇宙深处流浪。

旅行者1号探测器到底有没有可能到达外太阳星系

人类发射的外太阳系空间探测器一共有5个,它们分别是旅行者1号、旅行者2号、先驱者10号、先驱者11号和新视野号,前四个探测器都携带有人类信息的“黄金唱片”,期待这些信息能够被地外文明获知。在这5个星际探测器中,旅行者1号是距离地球最远的人造飞行器,已经成功脱离了太阳系,到达了星际介质之中,这与到达另外的星系还有遥远的距离。

旅行者1号发射于1977年9月5日,一开始的时候作为“水手号计划”的一部分,被命名为水手11号,后来由于预算原因,改为单独的任务,名称也被改为旅行者1号,承担探测木星、土星、海王星、天王星的任务。

由于当时科学家们掌握利用引力加速航天器的技术不久,恰巧又碰上了176年一遇的行星几何排列,经过精确的计算,旅行者1号和2号,利用引力加速,可以在很短的时间内探测完四颗气态行星,因此,以后的探测器都不可能有旅行者1号的速度。

旅行者1号虽然比2号发射晚了好几天,但是它的轨迹更加理想,使它先于旅行者2号到达木星和土星。

在探测完木星和土星之后,NASA调整了旅行者1号的任务,放弃考察天王星和海王星,并直接向星际间的太空飞行。2012年6月17日,NASA公布,经过35年的飞行,旅行者1号已经离开太阳系,成为首个离开太阳系的人造物体。

旅行者1号已经达到了第三宇宙速度,并且在沿双曲线轨道飞行;目前旅行者1号离太阳大约228亿公里,约152天文单位,也是离地球最远的人造物体,但是星际与星际之间还有巨大的介质层,旅行者1号还需要漫长的时间才有可能抵达外星系。

旅行者1号上面搭载的钚核电池,可以供其部分仪器工作至2025年,信号传输的电力将在2036年消耗殆尽,到时就再也无法向地球发回数据了。

旅行者1号将会花上300年左右的时间,抵达理论中的奥尔特云,这是一层厚厚的星际间的介质,充满了大量的未知星体,并再花上约3万年的时间穿过它,在这之后的很长时间内,也不会到达任何恒星的范围。

有科学家经过计算,按照旅行者1号的运行方向,它如果到时候还存在的话,在4万年后的某个时候,会经过1.6光年外的鹿豹座中的恒星格利泽445。

只是很让人遗憾的是,到了2036年,旅行者1号将会和人类失去联系,再也不会传回任何信息了。

 
关键词: 旅行者
 
 
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