旅行者號任務40年了：與首席科學家埃德·斯通進行了問答

美國國家航空航天局(NASA)歷史性的「旅行者號」(Voyager)任務已經在天空中探索了40年。旅行者2號宇宙飛船於1977年8月20日發射，比它的孿生兄弟旅行者1號早了幾個星期。這兩個探測器一起對太陽系外太陽系進行了一次前所未有的「大巡遊」，近距離觀察了木星、土星、天王星、海王星以及這些巨大行星的許多衛星。

這項工作揭示了一個令人瞠目結舌的世界多樣性，從根本上改變了科學家對太陽系的認識，然後航行者繼續飛行。2012年8月旅行者1號成為第一個到達星際空間的宇宙飛船，旅行者2號也將很快到達這個奇特的地方。

「旅行者1號」(Voyager 1)拍攝的木星火山月亮的圖像，顯示了一座名為Loki的火山活動的熔岩流。圖片版權：NASA/JPL/USGS

自從1972年該項目成立以來，埃德·斯通一直擔任「航行者」項目科學家。《Space》最近與斯通討論了40周年紀念日，旅行者最大的成就和任務的遺產。

《Space》：這40年的里程碑讓你感覺如何？你最大的印象是什麼？

埃德·斯通：令人驚訝的是，這兩個航天器在40年後仍在工作。當我們發射升空的時候，太空時代本身只有20歲，所以這是一個無與倫比的旅程，我們還在探索宇宙的存在。旅行者1號在星際空間里;旅行者2號仍然在裡面，我們看到了太陽風在進入星際空間時發生了什麼。

《Space》：你知道旅行者2號什麼時候可以自由進入星際空間嗎？

埃德·斯通：旅行者1號實際上離開了位於鼻部區域的日光層——也就是說它是在星際風中面臨的區域，所以這是最簡單的方法。旅行者2號在風向的側翼，所以距離將會是不同的。我們不知道到底有多大的不同，因為這些模型不夠準確，不能告訴我們。但我們可以從旅行者1號所看到的情況來估計它接近邊界，太陽風層，這意味著可能有好幾年的時間。

1977年旅行者1號和2號探測器執行任務，任務是訪問太陽系所有外行星，經過40年的太空探索已經飛出太陽系了。圖片版權：Karl Tate, SPACE

《Space》：旅行者1號告訴我們什麼是星際空間?

埃德·斯通：這真的告訴我們星際風是如何與太陽風相互作用的。每顆星星都有從它吹出的風。在太陽的情況下，它被稱為太陽風;這是太陽的大氣層以每小時一百萬英里的速度加速，在日光層周圍形成一個氣泡。氣泡的大小取決於外面的星際風有多大的壓力，它來自於爆炸的超新星。

所以有很大的區別,風從太陽和太陽的磁場,而外面,風從超新星的爆炸了數百萬年,在磁場的磁場是銀河系本身。

另一件我們了解到的是宇宙射線的強度。宇宙射線是由超新星爆炸加速到接近光速的原子核。最快的能很容易地到達地球;它們是100多年前在這裡發現的。但是速度較慢的，只移動了5%光速的，無法進入。所以我們不知道宇宙輻射的強度是什麼在氣泡之外。

我們現在知道，得到的量取決於太陽的周期，但我們可以說外面不到四分之一的時間。所以日光層基本上是所有行星的輻射屏蔽，因為它可以排除外部的四分之三。我們將繼續監測那些宇宙射線，我們已經在那裡了，我們期待旅行者2號會找到完全相同的故事。如果沒有那將是一個很大的驚喜，因為我們認為現在是一個非常統一的環境。

《Space》：這是任務最大的成就之一，顯然是到達星際空間，研究那裡的環境。「航行者」的其他成就對你有什麼影響？你有什麼喜歡的嗎？

埃德·斯通：是的，事實上我有很多喜歡的東西。但我總是喜歡想Io，因為它真的為未來奠定了基礎。Io是木星的衛星，它的大小和我們的月球差不多。在航行者號之前，唯一已知的活火山是在地球上。然後我們乘上了旅行者1號的Io，發現了8個噴發的火山——10倍於地球上的火山活動，在這個小衛星上。它確實為我們的探索任務奠定了基礎;我們沒有想到我們會看到的東西。

在同一顆行星的軌道上是歐羅巴，它有一個冰殼。這是我們月球的大小。木衛二上沒有火山，但它有一個冰殼，有裂縫，當然也有可能是下面的液體海洋。再一次，在航行者之前，唯一已知的海洋就在地球上。事實證明當(NASA的)伽利略號飛船在幾年後返回地球，並在木星軌道上運行了很多次時，它能夠顯示出在冰殼之下確實有一個海洋。

這是兩種開始的旅程。然後我們飛到土星，它的最大的衛星泰坦。再一次，我們在太陽系中發現的唯一氮大氣直到那時才在地球上。然而，當我們到達泰坦的時候，它的大氣層是地球大氣壓力的1.5倍——當然是更高的壓力，密度更大，更冷。它可能在某些重要的方面類似於地球的大氣層，就像在生命進化之前，創造出我們所有人呼吸的氧氣。

埃德·斯通：還有其他讓你驚喜的事情嗎?

埃德·斯通：嗯，在旅行者號之前，所有在行星上看到的磁場都像是地球的磁場。也就是說，磁極靠近行星的轉動極。我們認為，這是因為磁場是由行星表面下液體物質的轉動產生的;因此，結盟似乎是相當合理的。然後我們飛到天王星，發現它的磁極更靠近赤道，而不是旋轉的極。海王星也是如此。所以這不僅僅是一次事故;事實上，這些巨大的行星的磁場方向與我們在木星、土星、地球和水星上發現的磁場截然不同。

所以我們現在已經40年了，旅行者們還能持續收集數據並將其傳送到地球上嗎？

電源是鈈- 238的天然放射性衰變，它產生熱量，並通過熱電偶轉換成電能。因此我們可以相當準確地預測我們擁有多大的能量，以及我們每年將會減少多少能量，因為放射性衰變——它正在衰減。每一年我們都處於一種模式，我們必須關閉使用4瓦的東西，因為我們明年將比今年少4瓦。我們有大約10年左右的時間，直到我們只能為飛船提供動力，沒有任何儀器，這是10年以後的事了。

但即使在我們不再有能力將任何數據傳送回地球後，這兩艘旅行者號飛船將會繼續繞著銀河系的軌道運行，圍繞著銀河系中心的所有恆星。每2.25億年後，他們將完成另一個圍繞銀河系的軌道。他們將在地球被紅色的太陽包圍很久之後，就這樣做了幾十億年。他們將會是我們沉默的大使，他們會告訴我們，他們在哪裡被送到了這麼多的地方。

《Space》：你能想像沒有航行者的生活嗎?或者僅僅是你的一部分，你不可能把自己置身於沒有航行者的存在中?

埃德·斯通：旅行者號是我職業生涯的核心，這是肯定的。它還允許我從事其他項目其他任務。我們剛剛完成並交付了一種用於帕克太陽能探測器的儀器，該儀器將於明年7月發射。這就是將會在太陽附近落下的探測器，一步一步越來越近。這真的很令人興奮——這就是我所說的內在邊界。這是太陽風開始的地方。

《Space》：你認為未來的幾代人會記得「航行者」嗎?任務的主要遺產是什麼?

埃德·斯通：我認為「旅行者」所做的是揭示出行星和月亮、土星環以及行星的磁場有多麼多樣化。我們的terracentric視圖比現實要窄得多。現在，當然我們知道其他恆星周圍的行星系統。有很多這樣的例子，我們還沒有找到像這樣的。再次它甚至擴大了知識的多樣性和多樣性。

我希望儘管目前還不清楚我們可以發送一個航天器的其他系統中，我們可以提高我們的能力去觀察他們,研究他們，尋找任何證據，也許至少微生物進化至少其中一些行星，因為它已經在地球上。

作者： Mike Wall

來自：Space

編譯：中子星

審校：博科園

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