旅行者计划

航海家计画（英语：Voyager program）是一项美国太空科学探测计画，该计画使用两个无人空间探测器：航海家1号和航海家2号。它们都在1977年发射，并从1970年代末开始探测太阳系的行星，这利用木星和土星两个气体巨行星以及天王星和海王星两个冰巨星的有利排列，透过逼近飞行它们并收集数据传回地球。^[1]

截至2024年，航海家探测器仍在日球层顶外的星际空间中运行。航海家1号以相对于太阳每小时61,198公里（每小时38,027英里），即每秒17公里的速度移动，距离太阳24,475,900,000公里（1.52086×10^10英里），截至2024年5月25日，距离地球162天文单位（24.2亿公里；15.1亿英里）。^[2]2012年8月25日，来自航海家1号的数据显示它已进入星际空间。^[3]

截至2024年，航海家2号以相对于太阳每小时55,347公里（每小时34,391英里），即每秒15公里的速度移动，距离太阳20,439,100,000公里（1.27003×10^10英里），截至2024年5月25日，距离地球136.627天文单位（20.4亿公里；12.7亿英里）。2019年11月5日，来自航海家2号的数据显示它也进入了星际空间。2019年11月4日，科学家报告称，航行者2号探测器在2018年11月5日正式到达星际介质（ISM），这是一个超出太阳风影响的外太空区域，^[4]^[5]^[6]截至2023年，航海者2号仍是唯一曾访问过天王星和海王星的太空探测器。

2018年8月，NASA根据新视野号的结果确认了太阳系外缘存在一个“氢墙”，该现象最早于1992年由两个航海家探测器探测到。^[7]^[8]^[9]

历史

利用重力拖曳使航海家太空船能够拜访太阳系外侧的行星，并且达到逃离太阳系所需要的轨道速度。

航海家1号被认为在2004年末抵达日鞘

航海家计画原本被当成水手号计划的一部分，并分别被命名为水手11号与水手12号。然后它们被转移到一个独立的计画：木星－土星水手计画，后来则改称为航海家计画。这是因为天文学家认为探测器的设计已经大幅超过水手号计画的探测器，所以它们值得获得一个独立的名称^[10]。航海家计画基本上是行星之旅计画（Planetary Grand Tour ，它是1960年代末及1970年代初所发展的计画）的缩小版本。行星之旅计画发射一对探测器飞越所有的外行星，但是后来由于预算遭到削减而取消。然而到了最后，航海家计画还是完成行星之旅计画所有的飞越目标（除了冥王星以外，在当时被国际天文学联会认为是一颗行星）。

航海者2号是计画中第一个发射的探测器。它的轨道被科学家设计可以利用一个不寻常的便捷路线来探测天王星与海王星。虽然航海家1号则比它的姊妹探测器还要晚发射，但是因为利用更快速的轨道，让它能够较早到达木星及土星，而不探测其他的外行星^[11]。

航海家1号在1990年代超越速度较慢的先锋10号，成为距离地球最远的人造物体。直到目前为止，它将继续保持这项纪录，因为它的推进方式比目前已知的推进方式都还要快，所以发射时速度甚至更快新地平线号也无法超越它，因为新地平线号最后的运行速度（在太阳系内）也将低于航海家1号目前的速度。航海家1号与先锋10号也是目前宇宙中相距最远的人造物体，因为它们的运行方向几乎是完全相反。

天文学家一直定期与航海家1号与2号进行接触，借此监测太阳系的广大区域。探测器上的放射性电源仍在持续生产电力，所以天文学家可以借此测定太阳层顶的位置。航海家1号在2003年底开始发送的数据似乎表明它已经越过日鞘，但这些数据的解释仍有争议。现在科学家普遍认为，航海家1号是在2004年12月越过日鞘，但是太阳层顶的距离仍然未知。

截至2013年6月为止，航海家1号距离太阳已经超过186亿公里（124.5天文单位），因此它已经进入日鞘，这是位于太阳系内部的终端震波地区与星际空间（或星际物质）之间的区域，星际空间是一个广阔的区域，同时受到太阳与银河系的影响。光线从太阳需要花费超过17个小时才能到达探测器。

截至2013年6月为止，航海家2号距离太阳约152.4亿公里（约101.9天文单位），也已经进入日鞘。航海家2号上面搭载的仪器在2007年12月10日传回地球的数据显示太阳系其实是不对称的。

任务

航海家1号

航海家1号在1979年1月开始对木星进行拍摄。并在同年的3月5日距离木星最近，仅有349,000公里。而航海家1号在48小时的近距离飞行时间中，得以对木星的卫星、环、磁场以辐射作出深入研究及拍摄高解析度的照片。航海家1号也在木卫一上发现了火山活动。

航海家1号于1980年11月掠过土星，于11月12日最接近土星，距离土星最高云层124,000公里（77,000英里）。航海家1号探测到土星环的结构比想像中还要复杂，并对土卫六上的浓密大气层进行了观测。但是这次靠近土卫六的决定使航海家1号受到了额外的重力影响，最终导致探测器离开了黄道，终止了它的行星探测任务。

航海家2号

航海家2号在1979年7月9日最接近木星，在距离木星云顶570,000公里（350,000英里）处掠过。这次探测发现了几个环绕木星的环，并拍摄了一些木卫一的照片。

航海家2号在1981年8月25日最接近土星。它使用雷达针对土星的大气层上部进行探测，并量度了气温及密度等资料。航海家2号发现高层位置（气压相当于7百帕时）的气温为70K（−203 °C），而在低层位置（气压相当于120百帕）则量度出143K（−130 °C）的温度。

航海家2号在1986年1月24日最接近天王星，并旋即发现了10个之前未知的天然卫星。另外航海家2号亦探测了天王星由其自转轴倾斜97.77°缘故而独特的大气层，并观察了他的行星环系统。

航海家2号在1989年8月25日最接近海王星。由于这是航海家2号最后一颗能够造访的行星，所以决定将它的航道调校至靠近海卫一的地方。航海家2号也在探测中发现了海王星的大黑斑。

航海家金唱片

航海家1号和2号两者都携带了一张镀金的唱片，其中包含了来自地球的图片和声音，在封面上有符号和图示说明如何操作这张唱片和详细指示地球所在的位置。讯息被组合成一个时间囊，取得这张金唱片的任何一个星际文明、外星人，甚至未来的人类，都能还原航海家计画的讯息。这些纪录的内容是由卡尔·萨根主持的一个委员会选择的。

参考资料

^ THE FANTASTIC VOYAGE OF "VOYAGER". The Attic. 2020-01-09 [2024-07-18] （美国英语）.
^ Voyager - Mission Status. voyager.jpl.nasa.gov. [2024-07-18] （英语）.
^ Voyager - The Interstellar Mission. voyager.jpl.nasa.gov. [2024-07-18] （英语）.
^ Voyager 2 reaches interstellar space. EurekAlert!. [2024-07-18] （英语）.
^ Chang, Kenneth. Voyager 2’s Discoveries From Interstellar Space. The New York Times. 2019-11-04 [2024-07-18]. ISSN 0362-4331 （美国英语）.
^ Voyager 1 - NASA Science. science.nasa.gov. [2024-07-18] （美国英语）.
^ Gladstone, G. Randall; et al. The Lyman-α Sky Background as Observed by New Horizons. 地球物理研究通讯. 2018-08-07, 45 (16): 8022–8028. Bibcode:2018GeoRL..45.8022G. S2CID 119395450. arXiv:1808.00400  . doi:10.1029/2018GL078808.
^ Letzter, Rafi. NASA Spotted a Vast, Glowing 'Hydrogen Wall' at the Edge of Our Solar System. Live Science. 2018-08-09 [2018-08-10]. （原始内容存档于2020-04-13）.
^ Voyager – Fact Sheet. voyager.jpl.nasa.gov. [2018-05-17]. （原始内容存档于2020-04-13）.
^ Miller, E: From Engineering Science To Big Science, Chapter 11 "Voyager: The Grand Tour of Big Science" sec. 268. NASA, 1998 | url=http://history.nasa.gov/SP-4219/Chapter11.html （页面存档备份，存于互联网档案馆）
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