光只需一天就能走完的距離，一艘人類製造的探測器卻花了近50年。
據美國國家航空航天局（NASA）11月10日消息，北京時間11月18日18時16分07秒，旅行者1號與地球的距離將達到約259億公里，相當於光在真空中傳播24小時的距離，也就是“一光日”。如果將一光年劃分為365個刻度，每格代表一個光日，那麼1977年9月5日啟程的旅行者1號，經過近半個世紀的飛行，終於抵達了第一格。
旅行者1號飛向遠方（概念圖）。 圖片來源：NASA官網
49年前，人們將這臺一輛小汽車大小的探測器送上太空，期待它揭開木星和土星的奧秘。那時，很少有人能想到，它竟能成為人類製造的飛得最遠的物體。如今，最初的行星探測任務早已完成，旅行者1號仍在向太陽系外飛行，但能源逐年減少，科學家正想方設法延長它的工作時間。
能源日漸枯竭，工程師全力“續命”
今年10月，旅行者1號曾經歷一場短暫的通信中斷。據NASA噴氣推進實驗室（JPL）稱，18日和19日，NASA深空網絡連續兩次未能收到探測器預期發出的信號。直到20日，信號才重新出現，異常原因仍在調查中。
對於一艘運行近半個世紀的探測器而言，設備老化始終是地面團隊面臨的挑戰。旅行者1號依靠三臺放射性同位素熱電發生器供電，利用鈈-238衰變釋放的熱量產生電能。然而，隨著發電功率逐年下降，電力日益緊張。NASA介紹，兩艘旅行者探測器的可用電功率每年約減少4瓦，工程師必須精打細算地安排每一瓦電。
旅行者1號發射時搭載了10臺專用科學儀器，如今僅剩磁強計和等離子體波動儀仍在運行。今年4月，NASA關閉了低能帶電粒子實驗儀，這臺儀器長期記錄日球層外的帶電粒子變化；9月，工程師又完成了一項名為“大爆炸”的節能改造，將3套設備切換為功耗更低的替代裝置。這些調整將幫助旅行者1號延長科學探測時間。
曾參與旅行者項目的天體物理學家加里·亨特表示，隨著電力持續下降，探測器的信號終有一天可能微弱到地球無法接收，這一時刻或許會在2035年前後到來。
飛出日球層，探索太陽系邊界
旅行者1號最初的使命，是探訪太陽系外圍的巨行星。1979年，它飛越木星，幫助科學家發現木衛一上活躍的火山活動；1980年，它又抵達土星附近，傳回重要觀測資料；完成行星探測後，它繼續向太陽系邊緣飛；2012年8月25日，它穿越日球層頂，成為首個進入星際空間的人造探測器。
日球層是太陽風在星際介質中形成的巨大區域，其頂部則是太陽風與星際介質相互作用形成的邊界。穿越這條邊界後，旅行者1號開始直接測量星際空間中的粒子和磁場。進入星際空間時，它接收到的來自太陽系內部的帶電粒子數量明顯下降，銀河宇宙射線強度則顯著上升。2013年，科學家根據它記錄的等離子體振盪，推算當地自由電子密度約為每立方厘米0.08個。
今年5月發表於《天體物理學雜誌》的一項研究分析了旅行者1號從2020—2025年年中的磁場數據，發現當地磁場經歷明顯增強後，持續維持在較高水平。這可能與太陽活動向外傳播的擾動有關，說明太陽對周圍星際介質的影響可能延伸至日球層之外。這些觀測也在不斷刷新人類對太陽系邊界的認識。
儘管已經進入星際空間，旅行者1號距離太陽系的最外圍仍有漫長的路程——太陽系的範圍還包括更遠處的奧爾特雲。天文學家認為，那裡分佈著大量受太陽引力束縛的冰冷天體。按照NASA的估計，旅行者1號還需要約300年才能抵達奧爾特雲內緣，穿過整個奧爾特雲則可能需要約3萬年。對這艘探測器而言，眼前的“一光日”里程碑，只是下一段旅途的開始。
帶著地球的聲音，駛向星際深處
旅行者1號身後，還有另一位來自地球的遠行者。1977年8月20日，比旅行者1號早16天發射的旅行者2號，如今是距離地球第二遠的人造飛行器。它先後探訪木星、土星、天王星、海王星，於2018年進入星際空間，預計將在2035年11月抵達距地球“一光日”的位置。兩艘探測器身上能工作的科學儀器越來越少，但仍持續向地球傳回數據。
兩艘探測器還各自攜帶了一張鍍金銅唱片，裡面收錄著115張地球圖像，以及海浪、鳥鳴等自然界的聲音，還有來自不同民族的音樂和55種語言的問候。唱片封套上甚至刻有標示太陽系方位的脈衝星圖，供可能發現它的地外文明辨認。這是人類在1977年留給宇宙的一份禮物，寄託著人們與其他文明交流的願望。
1990年，旅行者1號在距離地球約60億公里的地方最後一次回望故鄉，拍下了那張著名的“暗淡藍點”。照片中，地球懸浮在陽光散射形成的光帶裡，成為一個幾乎難以辨認的小點。天文學家卡爾·薩根後來在《暗淡藍點》中感嘆，人類所有的歡樂與苦難，所有曾經生活過的人，都曾棲居在這顆微小的星球上。36年過去，旅行者1號已經飛得更遠。那張唱片能否被其他文明發現，依然是一個遙遠的未知數。而這艘探測器持續傳回的科學數據，正幫助人類一步步認識星際空間的真實模樣。
（原標題為《飛了近50年，旅行者1號才走完“一光日”》）
來源：澎湃新聞
