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人類信使深入星際

2004-02-02 20:55方玄昌黃步紅
中國新聞周刊 2004年2期
關鍵詞:太陽風土星木星

方玄昌 黃步紅

登陸火星,只是人類的一個小目標。沖出太陽系去尋找宇宙間的地外文明,才是更令人激動的偉大夢想。1977年8月20日,美國人將飛行器“旅行者1號”送上太空,向地外的智慧生命傳遞自己的問候,現在它已經到達太陽系的邊緣……幾萬年或者幾億年之后,它或許真的有機會代表地球人同外星人握手

在星際空間的高速路上,沒有任何標志和公里顯示牌?!奥眯姓?號”已經奔跑了26年,正在奔向太陽系最后的邊界。在它的身后,“母親”地球早已蹤影不見;太陽也已經變成了更亮一點的一顆星星。周圍是無邊的黑暗和寂靜。

已經跑過的26年路程,相比于它的整個旅途來說,才是剛剛走完的第一步,可以說,它才剛剛要跨出自己的家門。前面的路,至少還夠它走上幾萬年,直到下一個驛站,有誰愿意挽留它,它才會停留下來。

它懷里揣著一個光盤,上面記載著宇宙精靈——地球人——的文明信息。它肩負的使命,就是要把這張光盤交給不知道居住在哪里的、來自另一個行星系的文明物種。

作為地球人的信使,“旅行者1號”至今只有3個同行:“旅行者2號”、“先驅者10號”和“先驅者11號”。但它們從地球出發后,分別向4個不同的方向出發,因此永遠不可能碰面。它們注定要孤獨地旅行一生。

“旅行者”超越“先驅者”,雙雙抵達太陽系邊緣

“旅行者1號”飛船于1977年8月20日發射升空。經過26年的飛行,它將創造歷史——成為第一個穿越太陽系最終邊界的人造飛船。這個“最終邊界”是一個太陽風與星際空間稀薄氣體交界的神奇地域,被稱為“太陽風鞘”。

這件事被英國著名的《自然》雜志評為2003年度十大科技事件之首?!暗珜嶋H上,現在已經抵達這一區域的飛行器有兩個,另一個是先前已經失去聯系的‘先驅者10號?!眹鴥戎煳膶W家李競教授這樣告訴中國《新聞周刊》。

“先驅者10號”于1972年3月2日發射升空,要比“旅行者1號”早上路5年。作為曾經是距離地球最遙遠的飛行器,目前,它距離地球已經有大約125億公里。在運行近31年之后,2003年1月23日,先驅者10號發出最后一絲微弱的信號后,電池耗盡。而由于電池的消耗,它對太陽系的探索事實上已于1997年3月31日就停止了。然而,此時它的最后一項使命卻才剛剛開始:奔赴星際空間,尋找外星文明。

“旅行者1號”雖然比“先驅者10號”晚出發了5年,但這5年中人類火箭推進技術的進步讓它飛得更快。1998年2月17日,“旅行者1號”超過了“先驅者10號”,當時的距日距離為69.4個AU(天文單位,地球距太陽的距離,AU等于1.5億公里),之后,“旅行者1號”以平均每年超出1.02AU的速度領先于“先驅者10號”離我們而去。它在先后拜訪了巨行星木星和土星之后,在土星的引力作用下馳向宇宙深空。目前,它距離太陽超過129億公里,是迄今為止飛離地球最遠的人造飛行器。

“基本上可以判斷,現在這兩個飛行器都已經抵達太陽系的最外層邊界,即‘太陽風層頂,即將飛出太陽系?!崩罡傉f。

最初的使命

迄今為止,人類發射了眾多飛行器,但擁有足夠速度、能夠飛出太陽系的只有4個,它們分別是“旅行者1號”、“旅行者2號”、“先驅者10號”和“先驅者11號”。

最初人們發射它們時,這4個飛行器的主要任務并不是跑到太陽系外面去尋找地外文明,它們先要各自執行自己的先期任務。

“先驅者10號”:1972年3月2日發射升空,作為第一顆探測小行星地帶的飛行器,它第一次為我們帶來了木星的完整照片?!跋闰屨?0號”最初以51,810公里/小時的速度向木星飛去,它先進入并考察了小行星地帶。之后,它向著木星飛去,并且加速到132,000公里/小時。1973年12月3日,“先驅者10號”穿過木星長130,354公里的混沌地帶,期間,它獲得了這顆星球的全貌圖片,攝取到了木星的輻射帶,獲得了木星的磁場定位;發現了木星是一個氣體為主的星球。

“先驅者11號”:1973年4月5日發射升空。它在接近木星時獲得加速,達到173,000千米/小時——這個速度相當于步槍槍口的子彈速度的55倍,所以它能夠在太陽系中穿行24億公里順利到達土星。

1974年12月2日,在經過木星的期間,“先驅者11號”拍攝到一個奇特的呈巨大紅斑狀的圖像,后經判斷為木星的衛星Callisto(木衛四)。1979年9月1日,它與土星相會,在距離土星21,000公里的地方,拍攝了土星的全貌圖。它還定位發現了土星兩顆先前未知的衛星以及土星環,繪制出土星的磁場圖,發現了一顆和行星一般大小的衛星——Titan(泰坦),并且探明那兒太冷不適合生命生存。

“旅行者1號”:1977年9月5日發射升空。

“旅行者2號”:1977年8月20日發射升空。

兩位“旅行者”預定的任務是環繞探索木星和土星?!奥眯姓?號”在探索完木星和土星后,還要訪問最后兩顆巨大的氣體狀行星——天王星和海王星。1990年,“旅行者”1、2號均越過了冥王星。

星際任務

在完成了對行星的探索任務后,“先驅者”和“旅行者”們開始執行遠期的星際任務。其中“旅行者”們執行的叫做“旅行者星際任務(VIM)”。計劃分三個階段:太陽系內的沖刺;進入太陽風層頂(太陽風和星際物質相互作用的交界面,也就是太陽系邊界);進入星際空間。

目前,這個計劃已經進展到第二階段:外太陽系環境的探索,以及尋找太陽風層頂的區域——即確定太陽磁場(太陽風)的邊界。據估計,太陽風層頂在太陽之外80-140億英里。

穿過太陽風和星際媒介之間的太陽風層頂之后,它們的探索領域將進入太陽系之外的星際空間,進入一個只受到宇宙風作用的環境。進入宇宙空間才是旅行者星際任務的最終目的。

現在,這兩位“旅行者”盡管有一些損耗,但是它們仍然有能力向VIM返回有價值的科學數據:兩個飛行器都有足夠的電池和良好的工作狀態。

飛行器由同位素電熱發電機供電,靠钚的自然放射衰變,源源不斷地為飛行器提供電能。最初發射的時候,它提供大概30伏特470瓦的直流電,2001年,旅行者1、2號的電功率分別降至315、319瓦,但均比預想的要好。隨著電池的損耗,各種儀器將依次停止運行,大概到2020年,電池將不能支持科學儀器的正常工作,科學數據將停止返回,飛行器的短期作用將結束。到那時,“旅行者1號”的距日距離應該為199億公里,“旅行者2號”應為169億公里。

飛行器們歸宿何方?

完成先期任務后,飛行器們將飛向別的恒星?,F在,“旅行者1號”以每年3.6AU的速度遠離太陽系,向蛇夫座飛去?!奥眯姓?號”以每年3.3AU的速度遠離太陽系,向望遠鏡座飛去。

大概在4萬年之后,“旅行者1號”會迫近鹿豹座的一顆恒星,距離對方大約為1.6光年。大約29.6萬年之后,“旅行者2號”將迫近夜空中最亮的恒星之一——天狼星,距離它大約為4.3光年。

而失去聯系的“先驅者10號”將繼續像幽靈一般滑向遙遠太空深處的金牛座主星(畢宿五),這顆星球距離地球大約有68光年之遙,“先驅者10號”需要200萬年的時間才能抵達。

“先驅者11號”的最后一絲信號是在1995年9月30日接收到的。但還不知道它是否仍在發射信號,因為,由于地球公轉位置移動的緣故,即使它發來信息我們也未必能接收到?,F在它應該是朝著天鷹座的方向飛去,在人馬座的西北方向?!跋闰屨?1號”需要400萬年的時間才能抵達這個星座中的恒星。

地球人的宇宙信使

作為地球人派出的信使,4個探測器分別配帶了一張光盤,希望能被地外文明發現和捕獲這些信息。

其中,“先驅者”10號和11號的光盤實際上是一塊金屬板。在這張金屬板上,有一個男人和一個女人站立在太空飛船前。這個男人做出一個問候的手勢。這兩個人是根據我們整個星球的人類特征繪制出來的。

解讀這張光盤的秘密在于一個宇宙間最基本的元素——氫。設計者認為,任何一個具有一定文明程度的人都能夠具有氫的知識。這張光盤由美國康乃爾大學的卡爾·薩根(Carl Sagan)博士和Frank Drake博士設計,由卡爾·薩根的妻子林達·薩爾茲曼·薩根(Linda Salzman Sagan)繪制。

而相對來說,“旅行者”1、2號攜帶的光盤就“豪華”得多。它是一張VCD盤,被稱為“地球之音”。

卡爾·薩根博士負責挑選了這張12英寸的鍍金銅色碟片載有的內容。他和助手們收集了115張圖片和各種各樣大自然的聲音,例如海浪聲、風聲、雷聲、以及鳥類和鯨及其他各種動物的聲音。還有爆炸聲、砸盤子的聲音、槍炮聲等等。他們還挑選了不同年代不同文化的音樂,人類用66種語言向外星人問候的錄音,還放入了卡特總統和當時的聯合國秘書長瓦爾德海姆的講話。

每一條記錄都有一層鋁膜保護。光盤表面刻了一些符號,解釋飛船的出發地和解釋怎樣播放碟片。

碟片播放的速度為16+2/3轉每分鐘。前面是人類講話的錄音,開始的一條是Akkadian語言,這是大約6000年前蘇美爾人的語言,中間有粵語,最后一條是來自中國上海的地方方言。

接下來是地球的聲音,有大概90分鐘的音樂,包括東方、西方的古典和民族音樂。其中有貝多芬《命運交響曲》中的《歡樂頌》(第四樂章)和中國古典樂曲《高山流水》。最后的115張圖片中則包括中國的長城。

工程師們為這兩張金唱片設計了10億年的保存期限。但正如卡爾·薩根所說,“宇宙空間無垠,恒星間距離遙遠,即使‘先驅者10號航行100億年,也幾乎不可能進入其它恒星的行星系(假定銀河系每一顆恒星都附有這種行星系)?!?/p>

“可以想象,這艘飛船遭遇外星球文明的唯一可能情況是,后者具有太空飛行的巨大能力,能夠攔截和回收無聲無息的太空棄船。在‘先驅者10號上安置一項人類信息,很像一個罹難的水手往海洋里拋入一個裝著一封信的瓶子——只是,宇宙的海洋可比地球上的任何海洋浩瀚得多了?!笨枴に_根在他的文章《從地球發出的信息》中如此寫道。

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