旅行者1號25億年後才能飛出銀河系

旅行者1號25億年後:飛出銀河系,也可能是一堆白骨,

行者1號是美國宇航局首顆歷史最悠久的探測器,直到今天它仍然在使用,我們還在地球上生活時,旅行者號已經探索完了整個內太陽系,由此可見它的速度有多麼快,據科學家透露:旅行者號的速度現在達到了每小時7萬公里,約合第三宇宙速度,簡單的說可以飛出太陽系了。
  旅行者1號25億年後離地球多遠?
  旅行者1號(英語:Voyager 1)是由美國宇航局研製的一艘無人外太陽系空間探測器。[1] 重815千克,於1977年9月5日發射,截止到2015年7月仍然正常運作。它曾到訪過木星及土星,是提供了其衛星高解像清晰照片的第一艘航天器。現時,它是離地球最遠的人造飛行器。旅行者1號現時已經進入太陽系最外層邊界,目前處於太陽影響範圍與星際介質之間。它的主要任務在1979年經過木星系統、1980年經過土星系統之後,結束於1980年11月20日。它也是第一個提供了木星、土星以及其衛星詳細照片的探測器。距今離地球最遠的人造衛星。
  旅行者1號在太空飛了42年,為什麼它沒有撞上天體?
  自1977年發射升空以來,旅行者1號的太空之旅已經持續了42年。由於旅行者1號趕上了百年一遇的天象,它經過木星和土星的引力加速之後,速度已經超過了第三宇宙速度,所以它能夠朝著太陽系外飛行,直至最終飛入星際空間中。

旅行者1號25億年後才能飛出銀河系


  經過將近半個世紀的飛行,旅行者1號從未與其他天體發生過碰撞。不僅如此,旅行者1號現在的狀態還非常好,它還能向地球傳回信號,並且能夠接收從地球上發出的指令。但太陽系中存在非常多的小天體,為什麼旅行者1號能夠避免撞上其他天體呢?
  旅行者1號離開地球之後,它的第一個目標是木星。在飛向木星的過程中,旅行者1號需要穿過位於火星和木星軌道之間的小行星帶。據估計,小行星帶中存在著50萬顆小行星,其中最大的是直徑達到950公里的穀神星,直徑超過100公里的小行星至少有200顆,直徑超過1公里的小行星數量至少有70萬顆。
  雖然小行星帶中的天體數量非常多,但它們都是分散在非常空曠的空間中,它們本身發生碰撞都很困難。小行星帶距離太陽2.2至3.2天文單位,相當於3.3億至4.8億公里。在如此廣闊的空間中,小行星帶中每個天體之間的平均距離可達100萬公里,這相當於地球半徑的78倍,地月距離的2.6倍。
  由此可見,小行星帶其實十分空曠。再加上小行星帶中的天體都非常小,引力作用很弱,所以旅行者1號在其中穿行的時候幾乎不可能會撞上其他天體。迄今為止,包括旅行者1號在內多艘穿過小行星帶的探測器均未曾與小行星帶天體發生碰撞。


  穿過小行星帶之後,旅行者1號很快飛抵木星。科學家一開始給旅行者1號設計了飛行軌跡,使其不會撞上木星,而是從距離木星35萬公里的地方飛掠。離開木星之後,旅行者1號加速飛往土星。同樣地,旅行者1號也是近距離飛掠土星,它與土星的最近距離約為12.5萬公里。

旅行者1號25億年後才能飛出銀河系


  但為了觀測土衛六,旅行者1號的飛行軌跡發生了變化,它飛離了黃道,與黃道的夾角達到了35度。因此,旅行者1號沒有繼續造訪天王星和海王星,也沒有直接穿過海王星軌道之外的柯伊伯帶。
  但即便旅行者1號穿越柯伊伯帶,它也幾乎不可能會撞上小行星,因為柯伊伯也非常空曠。目前,新地平線號探測器正在柯伊伯帶中飛行,它在研究其中的天體。在今年年初,新地平線號飛掠了直徑為45公里的小行星“天涯海角”,它們之間的最近距離約為3500公里。
  只要一開始設計好了旅行者1號的軌道,使其飛行過程中能夠避開行星,那麼,它與小行星在浩瀚空間中發生碰撞的概率幾乎為零。未來,旅行者1號還會在廣袤的太陽系中飛行。它將會在1.8萬年後穿過太陽系最外層的奧爾特雲,然後繼續在更為廣袤的星際空間中飛行。
  旅行者1號現狀
  目前,旅行者1號已經飛行了41年(2018),飛行速度大約在25km/s,已經達到了第三宇宙速度之上,該探測器已經形成太陽風鞘,這是探測器周圍有一個由超稀薄氣體中的電流產生的強大磁場。這個磁場正擠壓並扭曲著太陽外流氣體形成的氣泡,一種類似於快艇船首所形成的弓形震動。在1981年於土星的位置與黃道分道揚鑣,轉往蛇夫座方向前進至今。

旅行者1號25億年後才能飛出銀河系


  旅行者1號現在是地球距太陽的141倍,它的動力還可以持續到2025年左右。
  旅行者1號25億年後
  如果沒有任何阻礙的向前進的話,按照目前速度估算為25km/s,約為光速的8.3333e-5倍,一億年能走大約8333光年,25億年後大約在20.8325萬光年,而銀河系直徑16萬光年,人類所處地球約在銀河系邊緣3~4萬光年的地方,如果它還在的話就有可能已經飛出了銀河系。

旅行者1號25億年後才能飛出銀河系


  延伸閱讀:人類能飛出銀河系嗎?
  不過,在浩瀚的宇宙當中有著許多宇宙射線和粉塵,會不斷侵蝕著旅行者1號,也許在未來不到1000年內它就已經消滅;而且宇宙中的隕石也是潛在威脅,所以旅行者1號可能在人類下一個飛行器找到它時已經是一堆白骨。

  旅行者1號未來的旅行


  旅行者1號預計將在大約300年內抵達理論中的奧爾特雲,並得花上三萬年才能完全通過。儘管它在四萬年內不會走向任何一顆特定的恆星,但它將會以1.6光年內的距離通過目前在鹿豹座中的恆星格利澤445。這顆恆星正以119 km/s的速度朝太陽系移動中。NASA說:旅行者也許永遠漫遊在銀河系中。

旅行者1號25億年後才能飛出銀河系


  但在那之前,旅行者1號早已停止任何工作,只是以慣性在-270.15℃宇宙中飛行。


  假設旅行者1號不與任何物體發生碰撞並且沒有被收回,2006年新發射的新視野號將永遠不會超過它,儘管它從地球發射的速度比任何航旅行者航天器都快。 新視野號目前以大約15公里/秒的速度行駛,比旅行者1號行程慢2公里/秒,並且仍在放緩。 當新視野號抵達現在旅行者1號相距太陽相同距離時,其速度將約為13 km/s。
  由於鈽燃料源的放射性衰變,放射性同位素熱電機提供的電功率會持續地下降,下降的速率為每年約4.2瓦特。由於可用的電功率持續下降,每隔一段時間必須關閉航天器上的部分儀器,以確保剩下的儀器能繼續運作。

  旅行者1號飛行歷史時間線

  1977-09-05:12:56:00 UTC 航天器發射升空。
  1977-12-10:進入主小行星帶。
  1977-12-19:超越旅行者2號。
  1978-09-08:離開主小行星帶。
  1979-01-06:開始木星觀測階段。
  1979-03-05:與木衛系統接觸
06:54:飛掠阿馬爾塞,高度420,200公里。
   12:05:26:抵達距木星質心最近處,高度348,890公里。
   15:14:飛掠埃歐,高度20,570公里。
   18:19:飛掠歐羅巴,高度733,760公里。


  1979-03-06
   02:15:飛掠蓋尼米德,高度114,710公里。
   17:08:飛掠卡里斯托,高度126,400公里。
  1979-04-13:木衛階段結束
  1980-08-22:開始土星觀測階段。
  1980-11-12:與土衛系統接觸
05:41:21:飛掠泰坦,高度6,490公里。
   22:16:32:飛掠忒堤斯,高度415,670公里。
   23:46:30:抵達距土星質心最近處,高度184,300公里。
  1980-11-13
   01:43:12:飛掠彌瑪斯,高度88,440公里。
   01:51:16:飛掠恩賽勒達斯,高度202,040公里。
   06:21:53:飛掠瑞亞,高度73,980公里。
   16:44:41:飛掠海碧爾琳,高度880,440公里。
  1980-12-14:土星階段結束
  1980-12-14:延伸任務開始。
  1990-02-14:旅行者1號拍攝了整個旅行者計劃中最後一張相片太陽系全家福。
  1998-02-17:旅行者1號超越先鋒10號,成為距離太陽最遙遠的航天器,距離地球約69.419 AU。 旅行者一號每年以超過1 AU的速度離開太陽,比先鋒10號還要快。
  2004-12-17:於距地球94 AU處通過終端激波並進入了日鞘。
  2007-02-02:終止的等離子子系統操作。
  2007-04-11:終止等離子體子系統的加熱器。
  2008-01-16:終止行星無線電天文實驗。

  2012-08-25:於距地球121 AU處越過太陽圈,進入星際空間。
  2014-07-07:進一步的確認已抵達星際空間。
  2016-04-19:終止紫外光譜儀操作。
  2017-11-28:軌道修正推進器再次點火。
  旅行者一號距離地球有216億公里,它是如何把信號傳回地球的?
  美國航天局為了進一步探索更遠的宇宙,在1977年發射了“旅行者一號”,這架飛行器隨後成功進入宇宙,開始長達四十多年的太空之行。到目前為止,旅行者一號還在不斷地往遠方前進。據天文學上的測量顯示,旅行者一號目前距離地球大約有216億公里,這段距離相當於144個天文單位。旅行者一號不僅在不斷地創造人類飛行器最遠飛行距離的紀錄,還在不斷地給地球上傳輸回探測的數據,那麼它是如何做到將數據進行遠距離傳輸的呢?
  毫無疑問,旅行者一號是人類歷史上飛行距離最遠的飛行器,而且它還在不斷地創造歷史。有人會好奇,它能夠飛這麼遠,是以什麼為動力的呢?當然不可能是太陽能,因為隨著飛行距離的增加太陽能的供給越來越不穩定,因此工程師在旅行者一號上安裝了核發電機,這才是它有動力一直飛行下去的原因。
  據科學家的介紹,由於該飛行器是在上個世紀七十年代末設計的,那時候人類的通訊技術仍然沒有今天發達,所以旅行者一號最初將數據傳輸回地球是通過無線電的方式,地面上的工作人員也是通過無線電波向旅行者一號發送信號。雖然無線電波在宇宙中的傳播速度可以達到光速,但是隨著傳播距離的增加信號的強度也會發生相應的削弱。科學家表示,旅行者1號在遙遠的地方向地球發射信號,地面上的人員接收到的信號強度只有最初的100萬億分之一。

  後來隨著人類通訊技術的發展,科學家們通過多種方式增強的旅行者一號的通訊,例如在設計旅行者一號的時候就為其配備了一根直徑為3.7米的巨型拋物面天線,這使得旅行者一號在太空飛行的時候該天線始終都能對準地球。其次,美國宇航局在地球上三個不同地方建設了深空網絡檢測站。這些檢測站能夠對旅行者一號傳輸回來的信號進行加強,科學家們發出去的信號也能保證被旅行者一號接收到。
  然而,有科學家認為這些做法都無濟於事,因為目前能夠接收到它發出來的信號速率只有每秒16比。再加上它在未來會越飛越遠,總有一天會和地球失去聯繫。到那時它就成為了人類文明的使者,隻身去往宇宙的深處。有趣的是,美國宇航局在發射旅行者一號之前,還往飛行器上放置了一張特製的金屬唱片。據瞭解該唱片刻錄了地球上各種具有代表性的聲音,例如自然風聲、雷聲、人類的語言等等。
  至於人類發射旅行者一號的原因,至今統一的說法,但是被廣泛接受的說法便是人類想要進一步探測宇宙中是否存在外星文明。既然人類現階段無能力對太陽系外的環境進行探索,但是我們有能力將自己的信息資料傳送出去。如果真的存在外星文明的話,那麼它們應該能夠接收到人類發出去的金屬唱片


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