36年！人類終于“飛出”太陽系

白嶄

“這是一次壯舉，與麥哲倫第一次環球航行、1962年‘水手2號’第一次飛掠過金星（人類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樣的壯舉。”旅行者項目首席科學家、加州理工學院物理學教授埃德·斯通說，“神秘的太陽系最后的疆界正逐漸進入視野，感謝‘旅行者1號’，人類最遙遠的探索者。”

北京時間9月13日凌晨，美國宇航局（NASA）發布消息稱，1977年9月5日發射的“旅行者1號”探測器歷經36年的星際旅行，已正式確認進入了星際空間，成為首個飛出太陽系的人造探測器。

我們無從知曉，在宇宙深處是否有——或有多少智慧種族，和我們一樣，急于驗證自己并不孤單，但我們離他們，更近了一步。

孤獨的歌者

1977年，《地球之聲》（The Sounds Of Earth）誕生，這是一張影響卻頗為深遠的唱片，由美國天文學家卡爾·薩根匯編而成。12英寸規格的唱片用銅制成，并鍍金以延長其使用壽命。作為歷史上涉獵范圍最廣的唱片，五千多年的人類文明都囊括在內：從大自然的風雨聲、鳥鳴鯨歌，到澳大利亞土著民歌、阿塞拜疆風笛、中國古箏曲《高山流水》，再到巴赫、貝多芬，還有55種語言講的問候語，“來自行星地球的孩子（向你們）問好”。

遺憾的是，唱片只發了兩張。

為方便將來其他生物偶然發現這張唱片時，能夠聽到里面的音樂和其他錄音文件，專輯中還放了一個唱針。

(1) 方法1的樁間凈距與抗滑樁截面寬度均呈線性增函數關系。由于忽略樁側土拱存在，因此，樁間凈距僅與抗滑樁截面寬度有關這有悖于實際情況。

專輯被放到了“旅行者1號”和“旅行者2號”探測器的表面上，其正上方裝有3.7米寬的白色的通信碟作為整個架構的主導部件。如果把探測器比作一只昆蟲，這些部分好比其“四肢”和觸須。探測器行駛到太陽系以外的黑暗空間時，其一側會伸出13米長的象鼻狀的磁探測器吊桿，下面的放射性同位素溫差發電器可以發電，給探測器提供動力。在探測器的另一側，也有一只伸出的“手臂”，上面裝載著“旅行者”的“眼睛”：一排照相機、分光儀、微型探測器和其他設備。

“旅行者1號”攜帶的兩張鍍金盤，用于向外星人介紹地球的信息。

旅行者號系列探測器項目由美國宇航局（NASA）的噴氣推進實驗室（JPL）負責。制造一個可以在太空存活多年的探測器，對上世紀70年代的JPL來說，是個巨大的挑戰，當時他們建造的最先進的探測器，也僅能在太陽系內運行幾個月而已。

“那時，這想法讓人熱血沸騰。”旅行者號系統工程師約翰·卡桑尼說，“制造出遇到故障還能運作，并且持久運轉的探測器。我們認為除了我們，別人誰都不行！”

5年的時間，JPL成功了。他們制造出的旅行者號系列探測器，即使沒有電源供給，在星際空間空曠良好的飛行環境中，它們的旅程也很可能持續數百萬年。從探測器的外觀，外星生物可以推測出人類的群體規模和智慧程度。從探測器工程的復雜程度，它們可以看出我們的技術和數學能力——至少是20世紀70年代探測器發射時的水平。

不過，在1977年初，當JPL進行旅行者號探測器的收尾工作時，卡桑尼感覺，旅行者號探測器的設計本身，還是無法告訴外星人，人類真正是什么樣的生物——稍早完成的先驅者系列，其上相對“簡陋”的銘文鋁板同樣無法完成這一任務。

于是，卡桑尼跟薩根建議，像先驅者系列一樣，給兩艘探測器加上一些裝置，以展示我們究竟是怎樣的生物。

薩根推測說，音樂也許是與外太空生物溝通的最好方式，能增加他們對我們的了解。“其他生物能夠理解音樂的含義嗎？”薩根對此很好奇。“對他們來說，音樂中激蕩的情緒也許是一個謎。但是，如果我們要向他們傳遞有關人類的訊息的話，那么，音樂就將是必不可少的一部分。”唱片對其他文明傳遞了什么并不那么重要，重要的是，他們述說了我們自己的文明。

“這是來自渺小的、遙遠的世界的禮物，它濃縮了我們的聲音、我們的科學、我們的影像、我們的音樂、我們的思想和感情。我們正努力延續自己的歲月，希望有朝一日能與你們同在。”面對浩瀚星海，時任美國總統卡特在金唱片里的問候，謙和恭順。

勤勉的攝影家

1977年9月5日，“旅行者1號”離開地球，僅比它的姊妹飛船“旅行者2號”晚了16天。

旅行者號的最初目標是巡視木星和土星，然后傳回木星大紅斑和土星環的照片。然而它們除了完成這些任務，還傳回更多意想不到的發現：木星的衛星木衛一上存在噴發的火山；木衛二冰封的地表下存在海洋的線索；土星的衛星土衛六上存在甲烷雨的跡象。

“一次又一次，旅行者號不斷呈現令人意想不到的結果，這意味著我們還有很多東西需要了解。”斯通說。

于是，勤勉的“旅行者”被賦予了更多的任務。“旅行者2號”向“南”朝著天空中最亮的星——天狼星的方向行駛，“旅行者1號”則借土星引力為彈弓，向“北”而去，4萬年后，它將經過蛇夫座。

在漫長的旅程中，旅行者號們傳回近10萬張照片——其中一些是令世界驚艷的圖片，我們做夢都想不到的絕妙景象。這些圖片挑戰我們對氣象學、地質學的現有觀點，以至于我們得將太陽系和行星科學作為一門學科來重新理解。

1990年的情人節，“旅行者1號”收到指令，調轉鏡頭，在太陽系上空60億公里處，以一種獨特的視角拍攝了一張行星“全家福”。

在當時，這是地球照片中拍攝距離最遠的一張，畫面中地球如滄海一粟——是茫茫如海的黑色太空中，“一個暗藍色小點”。最初，當這張照片印出來時，旅行者號科學家們誤把地球當成了光照片上一粒灰塵，險些將其擦除。

拍完這張照片，“旅行者1號”經由冥王星軌道，到2012年正式進入“弓形激波”區域——該區標志著太陽風和銀河風邊界地帶，即太陽引力的邊緣區。不久之后，“旅行者2號”也到達這一地帶。

姊妹倆開始了“首個飛出太陽系的人造探測器”的最后爭奪。

幸運的冠軍

某種意義上講，這場爭奪中，“旅行者1號”有種近乎開外掛的幸運。

1972年發射的“先驅者10號”和1973年發射的“先驅者11號”，因為設計缺陷，在漫長的旅途中速度不斷衰減，并且逐漸偏離原定航線，最終能源耗盡與地球失去聯系。

而“旅行者2號”的失利，則是路線設定的原因，它飛越太陽系的旅程更長——“旅行者2號”發回的數據表明，太陽系不是球形，而是一個不對稱的、凹陷的結構，或許有點像雞蛋。

確定“旅行者1號”的優勝，也曾經歷過一番激烈的爭論，科學家們一直在嘗試各種不同的檢測方法。

直到9月12日，美國艾奧瓦大學的唐·格尼特及其科研團隊，將能夠證實“旅行者1號”已經飛出太陽系的最新數據，發表在美國《科學》雜志上。

格尼特的研究小組分析了“旅行者1號”向地球發回的數據，從電子等離子體振蕩的測量結果中發現了重大突破。“我們在數據中看到這些振蕩的時候，真的是從座位上蹦了起來——它向我們證明，飛船已經駛入一片全新的區域，時間大概是2012年8月。”

與“旅行者1號”聯絡不暢，也是難以確定它精確位置的原因之一，即便是現在，就算以光速傳送信息，“旅行者1號”與地球聯絡也要花很長時間。“現在的單程傳送時間約為17小時。”現旅行者號負責人蘇珊·多德說道，“我們周六上午發出指令，到周日下午收到反饋。”多德自20世紀80年代中期就開始從事旅行者探測器的相關工作，她把跟探測器的通信工作比作照料老年人。“有時候，它們也需要稍稍調整一下，才能聽清你所說的話！”

除非出現嚴重的工程故障，旅行者號們還會繼續向地球傳送星際空間的探測信息工作，直至2025年左右。當能量低于所需值時，地球將漸漸失去與它們的聯系。