它高速飞行了46年！最后传给人类这段神秘代码，让所有人肃然起敬。

2023年12月21日，NASA发布了一段代码「01001010111111100」，这段代码非常特殊，因为它不能靠任何之前定义的编码方式解码甚至数据手工核对！

这一天，工程师尝试将将传输代码的机器远程重启之后，它再也没有做任何回复，就这样永远消失在宇宙的星际。

没错，这段串神秘二进制代码——01001010111111100，最终被解读为：这艘古老探测器最后的“遗言”。

大家好，我是科学羊🐑！

今天，我们来聊聊一个伟大的宇航里程碑——“旅行者1号探测器”的故事，然而，这艘历经46年高速飞行的探测器，已从人类手中漂泊到了宇宙的深处。

旅行者1号和其姊妹舰旅行者2号都是在1977年，为了抓住一个宝贵的发射窗口而几乎同时发射的。

这个发射窗口由加州理工学院的博士生加里·佛兰德罗（Gary Flandro）在其研究中发现，他指出利用引力弹弓效应可以大幅减少飞行器的能量消耗。

什么是引力弹弓？

所谓引力弹弓，指的是探测器借助一颗行星的引力进行加速，从而获取额外动能，这种方法无需额外燃料即可实现速度的大幅提升，说白了就是白嫖星际能量。

因为我们的目标是探索太阳系，而且不能让探测器成为别人星球的卫星，因此，在飞越行星大约半圈后，我们会在适当时机点火发动机，以逃离行星引力，继续航行。

这个原理，我想，看过《流浪地球》的朋友应该都知道吧！

仔细讲讲，虽然过程会消耗一些燃料，但与直接飞行相比，引力弹弓效应使得探测器能以少量燃料获得更大的速度增益。

利用行星引力进行减速

利用行星引力进行加速

例如，原本可能只能以燃料提速1km/s，现在却可以增速至5km/s。

此外，我们希望探测器能绕过太阳系中的每颗行星，进行详细观察并收集数据，然后再利用引力弹弓效应，以最大限度地提高速度和观测效果，实现科学研究与航行效率的双赢。

加里·佛兰德罗在他的研究中，设计了一条利用引力弹弓连续飞越土星、木星、天王星和海王星的轨道。

这种轨道设计不仅充分利用了引力弹弓效应，还能让探测器沿近似直线的轨道飞行，大大缩短了到达太阳系边缘的时间。

引力弹弓经过四次弹射探测器的飞行速度变化图表

如此精确的计算和适时的发射窗口——这种四星连珠配置在太阳系中大约176年才会发生一次。

在佛兰德罗的计算下，发现下一次四星连珠将在1977年的下半年出现，为NASA提供了一个十二年的准备窗口，这是一个难得的天赐良机。

NASA于1960年代末启动了行星之旅计划，并在1973年首次通过金星测试引力弹弓效果，成功地将水手10号送入水星轨道。

随后，NASA着手构建了旅行者1号和旅行者2号。

实际上，只有旅行者2号完全按照计划利用了四次引力弹弓效应。

旅行者1号在接近土星时由于靠近其卫星泰坦，受到额外引力的影响而意外偏离了预定轨道，最终偏离了太阳系主要行星轨道平面。

尽管如此，两个探测器还是在15天内相继发射，对木星和土星进行了精确的观测。

他们一共拍摄了超过33,000张木星及其79颗卫星的照片，发现了许多地球望远镜无法捕捉的地貌特征。

那么，这中间他们是怎么通讯的？

旅行者1号装备了两套复杂的通信系统：

一套负责与地球通信和控制其飞行姿态，名为AACS（姿态连接与控制系统）；

另一套则负责收集科学和工程数据，并将这些数据发送回地球，名为FDS（飞行数据系统）。

尽管旅行者1号仍能接收地球的指令并予以响应，但它无法将收集的科学数据正确地传回地球。

近年来，关于旅行者1号的消息多与其故障及维修相关。

最后一次较大的故障发生在2022年5月的AACS系统中，幸运的是，工程师们最终成功修复了这一问题。

然而，这次的FDS故障似乎不那么容易解决。

经过数十天的努力，仍未有修复的好消息。

考虑到旅行者1号的核燃料电池寿命已所剩无几，而且大多数科学仪器已经停机，我们可能必须开始面对与这位老朋友告别的现实。

但，值得一提的是，这两艘探测器在飞行中拍摄了大量珍贵的行星照片，深入探索了外太阳系的奥秘。

它们的旅程不仅增进了我们对宇宙的了解，而且也为人类提供了一个重新审视自身在宇宙中地位的机会，就像那张著名的“暗淡蓝点”照片一样，让我们意识到地球在浩瀚宇宙中的渺小。

暗淡蓝点

不过这里我还要多聊一个细节！

在1989年，随着旅行者1号探测器即将离开太阳系，天文学家卡尔·萨根提出了一个大胆的想法：让探测器转身，从60亿公里外的深空中回头朝地球拍摄一张照片。

卡尔·萨根的这个提议最初并未得到NASA科学家的认可。

他们认为这个行动风险极大，且意义不大。

毕竟，旅行者1号已经越过了海王星，处于离地球极远的地方，从那样的距离回头望向地球，几乎无法看到任何明显的细节。

此外，探测器发送信号回地球需要超过五个小时，整个过程从发出拍照指令到照片数据完全传回，需要长达半年时间。

任何一个环节出错，都可能导致与旅行者1号永久失联的风险。

卡尔·萨根

尽管面临这些反对意见，卡尔·萨根坚持认为，这张照片将具有深远的哲学和文化意义。

他终于说服了NASA的决策者，成功让他们批准了这次拍摄计划。最终，旅行者1号调整了姿态，朝向遥远的地球，捕捉下了那张后来被称为“暗淡蓝点”的照片。

就是这个点！

也就是这个淡蓝色的小点，你所认识的所有历史，所有人，你认识的，不认识的，所有爱恨情仇，都只发生在这一个微小的蓝点上。

在浩瀚的宇宙剧场里，地球只是一个极小的舞台，而我们应该振作起来。

随着旅行者号的信号越来越弱，我们将不得不与这些伟大探索者之一告别。

旅行者1号

旅行者2号

但旅行者号留给我们的不仅是科学数据，还有对宇宙的无尽好奇和探索的热情。

再见了，旅行者号，感谢你为人类的太空探索做出的卓越贡献！

好，今天就先这样啦～

科学羊🐏  2024/04/20

祝幸福~

参考文献

[1].https://www.dedao.cn/course/article?id=Pvz6E94NYDg2JjQg2RVL3rAkWQjnwp&source=search

[2].卓克*科技参考

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