36年！人类终于“飞出”太阳系

白崭

“这是一次壮举，与麦哲伦第一次环球航行、1962年‘水手2号’第一次飞掠过金星（人类第一次成功接近其他行星），以及阿姆斯特朗第一次踏上月球等一样的壮举。”旅行者项目首席科学家、加州理工学院物理学教授埃德·斯通说，“神秘的太阳系最后的疆界正逐渐进入视野，感谢‘旅行者1号’，人类最遥远的探索者。”

北京时间9月13日凌晨，美国宇航局（NASA）发布消息称，1977年9月5日发射的“旅行者1号”探测器历经36年的星际旅行，已正式确认进入了星际空间，成为首个飞出太阳系的人造探测器。

我们无从知晓，在宇宙深处是否有——或有多少智慧种族，和我们一样，急于验证自己并不孤单，但我们离他们，更近了一步。

孤独的歌者

1977年，《地球之声》（The Sounds Of Earth）诞生，这是一张影响却颇为深远的唱片，由美国天文学家卡尔·萨根汇编而成。12英寸规格的唱片用铜制成，并镀金以延长其使用寿命。作为历史上涉猎范围最广的唱片，五千多年的人类文明都囊括在内：从大自然的风雨声、鸟鸣鲸歌，到澳大利亚土著民歌、阿塞拜疆风笛、中国古筝曲《高山流水》，再到巴赫、贝多芬，还有55种语言讲的问候语，“来自行星地球的孩子（向你们）问好”。

遗憾的是，唱片只发了两张。

为方便将来其他生物偶然发现这张唱片时，能够听到里面的音乐和其他录音文件，专辑中还放了一个唱针。

(1) 方法1的桩间净距与抗滑桩截面宽度均呈线性增函数关系。由于忽略桩侧土拱存在，因此，桩间净距仅与抗滑桩截面宽度有关这有悖于实际情况。

专辑被放到了“旅行者1号”和“旅行者2号”探测器的表面上，其正上方装有3.7米宽的白色的通信碟作为整个架构的主导部件。如果把探测器比作一只昆虫，这些部分好比其“四肢”和触须。探测器行驶到太阳系以外的黑暗空间时，其一侧会伸出13米长的象鼻状的磁探测器吊杆，下面的放射性同位素温差发电器可以发电，给探测器提供动力。在探测器的另一侧，也有一只伸出的“手臂”，上面装载着“旅行者”的“眼睛”：一排照相机、分光仪、微型探测器和其他设备。

“旅行者1号”携带的两张镀金盘，用于向外星人介绍地球的信息。

旅行者号系列探测器项目由美国宇航局（NASA）的喷气推进实验室（JPL）负责。制造一个可以在太空存活多年的探测器，对上世纪70年代的JPL来说，是个巨大的挑战，当时他们建造的最先进的探测器，也仅能在太阳系内运行几个月而已。

“那时，这想法让人热血沸腾。”旅行者号系统工程师约翰·卡桑尼说，“制造出遇到故障还能运作，并且持久运转的探测器。我们认为除了我们，别人谁都不行！”

5年的时间，JPL成功了。他们制造出的旅行者号系列探测器，即使没有电源供给，在星际空间空旷良好的飞行环境中，它们的旅程也很可能持续数百万年。从探测器的外观，外星生物可以推测出人类的群体规模和智慧程度。从探测器工程的复杂程度，它们可以看出我们的技术和数学能力——至少是20世纪70年代探测器发射时的水平。

不过，在1977年初，当JPL进行旅行者号探测器的收尾工作时，卡桑尼感觉，旅行者号探测器的设计本身，还是无法告诉外星人，人类真正是什么样的生物——稍早完成的先驱者系列，其上相对“简陋”的铭文铝板同样无法完成这一任务。

于是，卡桑尼跟萨根建议，像先驱者系列一样，给两艘探测器加上一些装置，以展示我们究竟是怎样的生物。

萨根推测说，音乐也许是与外太空生物沟通的最好方式，能增加他们对我们的了解。“其他生物能够理解音乐的含义吗？”萨根对此很好奇。“对他们来说，音乐中激荡的情绪也许是一个谜。但是，如果我们要向他们传递有关人类的讯息的话，那么，音乐就将是必不可少的一部分。”唱片对其他文明传递了什么并不那么重要，重要的是，他们述说了我们自己的文明。

“这是来自渺小的、遥远的世界的礼物，它浓缩了我们的声音、我们的科学、我们的影像、我们的音乐、我们的思想和感情。我们正努力延续自己的岁月，希望有朝一日能与你们同在。”面对浩瀚星海，时任美国总统卡特在金唱片里的问候，谦和恭顺。

勤勉的摄影家

1977年9月5日，“旅行者1号”离开地球，仅比它的姊妹飞船“旅行者2号”晚了16天。

旅行者号的最初目标是巡视木星和土星，然后传回木星大红斑和土星环的照片。然而它们除了完成这些任务，还传回更多意想不到的发现：木星的卫星木卫一上存在喷发的火山；木卫二冰封的地表下存在海洋的线索；土星的卫星土卫六上存在甲烷雨的迹象。

“一次又一次，旅行者号不断呈现令人意想不到的结果，这意味着我们还有很多东西需要了解。”斯通说。

于是，勤勉的“旅行者”被赋予了更多的任务。“旅行者2号”向“南”朝着天空中最亮的星——天狼星的方向行驶，“旅行者1号”则借土星引力为弹弓，向“北”而去，4万年后，它将经过蛇夫座。

在漫长的旅程中，旅行者号们传回近10万张照片——其中一些是令世界惊艳的图片，我们做梦都想不到的绝妙景象。这些图片挑战我们对气象学、地质学的现有观点，以至于我们得将太阳系和行星科学作为一门学科来重新理解。

1990年的情人节，“旅行者1号”收到指令，调转镜头，在太阳系上空60亿公里处，以一种独特的视角拍摄了一张行星“全家福”。

在当时，这是地球照片中拍摄距离最远的一张，画面中地球如沧海一粟——是茫茫如海的黑色太空中，“一个暗蓝色小点”。最初，当这张照片印出来时，旅行者号科学家们误把地球当成了光照片上一粒灰尘，险些将其擦除。

拍完这张照片，“旅行者1号”经由冥王星轨道，到2012年正式进入“弓形激波”区域——该区标志着太阳风和银河风边界地带，即太阳引力的边缘区。不久之后，“旅行者2号”也到达这一地带。

姊妹俩开始了“首个飞出太阳系的人造探测器”的最后争夺。

幸运的冠军

某种意义上讲，这场争夺中，“旅行者1号”有种近乎开外挂的幸运。

1972年发射的“先驱者10号”和1973年发射的“先驱者11号”，因为设计缺陷，在漫长的旅途中速度不断衰减，并且逐渐偏离原定航线，最终能源耗尽与地球失去联系。

而“旅行者2号”的失利，则是路线设定的原因，它飞越太阳系的旅程更长——“旅行者2号”发回的数据表明，太阳系不是球形，而是一个不对称的、凹陷的结构，或许有点像鸡蛋。

确定“旅行者1号”的优胜，也曾经历过一番激烈的争论，科学家们一直在尝试各种不同的检测方法。

直到9月12日，美国艾奥瓦大学的唐·格尼特及其科研团队，将能够证实“旅行者1号”已经飞出太阳系的最新数据，发表在美国《科学》杂志上。

格尼特的研究小组分析了“旅行者1号”向地球发回的数据，从电子等离子体振荡的测量结果中发现了重大突破。“我们在数据中看到这些振荡的时候，真的是从座位上蹦了起来——它向我们证明，飞船已经驶入一片全新的区域，时间大概是2012年8月。”

与“旅行者1号”联络不畅，也是难以确定它精确位置的原因之一，即便是现在，就算以光速传送信息，“旅行者1号”与地球联络也要花很长时间。“现在的单程传送时间约为17小时。”现旅行者号负责人苏珊·多德说道，“我们周六上午发出指令，到周日下午收到反馈。”多德自20世纪80年代中期就开始从事旅行者探测器的相关工作，她把跟探测器的通信工作比作照料老年人。“有时候，它们也需要稍稍调整一下，才能听清你所说的话！”

除非出现严重的工程故障，旅行者号们还会继续向地球传送星际空间的探测信息工作，直至2025年左右。当能量低于所需值时，地球将渐渐失去与它们的联系。