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【精選轉載】你我能滑手機 都要感謝太空「航海家」

1977年,兩艘無人探測太空船「航海家1號」與「航海家2號」發射升空,開始了重新定義人類對太陽系認知的重要任務;40年後,航海家太空船將繼續寫下傳奇,並成為人類邁向未知旅程的大使。

(圖 / NASA)

航海家1號外觀。 法新社



  美國太空總署(NASA)的航海家(Voyager)太空船任務控制中心,位於加州巴沙迪那的噴射推進實驗室(JPL),這裡締造了歷史,也天天寫下新的歷史。JPL電腦螢幕下方的手作告示牌寫著:「航海家任務重要硬體,請勿觸碰!」

  過去40年來,這兩艘航海家太空船探索了木星、土星、天王星和海王星,傳回陌生世界的影像細節,揭開許多冰封、火山遍布或煙霧瀰漫的衛星面貌,改變了人們對地球的看法。兩艘航海家太空船目前仍在運轉,航海家1號每次傳回訊號,都刷新人造物體距離地球最遠的距離。

  航海家1號2013年離開太陽系,截稿前約在距離地球139天文單位之處;航海家2號以不同的軌跡運行,截稿前約在距離地球114天文單位的地方。航海家1號發送的無線電訊號以光速傳遞,單趟約需19小時21分25秒抵達地球;航海家2號的訊號單趟傳遞時間則要15小時55分18秒。



航海家1號分別拍下木星(後)及其衛星,NASA根據它們的相對位置組成這張圖。 法新社



宇宙無線電 40年不間斷



  為了在宇宙間以無線電傳遞訊號,NASA在內華達州莫哈維沙漠、西班牙馬德里與澳洲坎培拉,分別建置直徑65公尺的碟形無線電天線,構成「深空網路」。值班任務控制員梅迪納說:「太空船傳輸的功率約12瓦,高功率時則為20瓦,相當於冰箱燈泡的功率。」

  試想,在荒郊野外就已經難以收到手機訊號,何況NASA從距離地球200億公里之處,接收兩艘太空船透過用了40年的12瓦發送器傳送的訊號。梅迪納說:「我們談論的是1970年代的科技,它們總是讓我嘆為觀止。」他說話的同時,螢幕上又出線密密麻麻的新數據,航海家又從深空捎來訊息。

  航海家計畫科學家史東說:「人類一直是探險家,這只是透過機器的方式展開人類探險。」

  81歲的史東是太空科學的傳奇人物之一,他在1972年完工的JPL設計之初,就領導航海家任務迄今。他說:「航海家任務,是我所做的幾乎每件事的基礎。這項任務讓我對外太空有了更廣闊的認識,我們看過的每個地方,都讓我們發現自然是如此多元。」



匈牙利考扎爾的銀河。 美聯社



飛越海王星 為後續太空任務奠基



  航海家1、2號分別於1977年9月5日和8月20日從佛州卡納維爾角發射升空。史東說:「那年,我們得以飛掠4大行星,我們朝木星與土星發射第1艘太空船,若成功了,第2艘將前往天王星與海王星。」

  航海家1979年起探索木星,回傳許多令人讚嘆的畫面。航海家圖像小組主任杭特說:「每次傳來新的觀察畫面,都很新奇。」部分驚喜來自衛星,因為航海家發現這些衛星不只是岩塊。史東說,「在航海家之前,我們只知道地球上有活火山,但太空船飛過與月球差不多大的木衛2(歐羅巴),發現其活火山的數量是地球上的10倍。」航海家發現了地球並非太陽系中唯一有液態海的星球,發現被稱為「死星」的土衛1(彌瑪斯),發現了土星環和更多衛星,還找到了濃厚大氣瀰漫的土衛6(泰坦)。NASA與歐洲太空總署1997年發射「卡西尼」太空船搭載「惠更斯號」探測器,觀測土星、土衛6和土衛2(恩西拉達斯)等,土衛2是太陽系中有可能存在生物的星球之一。

  航海家2號接著朝天王星與海王星而去,拍下天王星、天王星環及其他新衛星的照片。史東說:「航海家飛過海王星衛星(崔頓)時,拍下氮氣間歇泉爆發的影像。我們發現,發生在地球上的事也在太陽系中發生。」多項太空任務以航海家為基礎,包括前往飛往土星的卡西尼一惠更斯號,以及造訪木星的伽利略號與朱諾號等。NASA迄今尚無遠赴天王星或海王星的計畫,航海家2號成為迄今唯一造訪前述兩星球的人類探測器。



航海家2號拍下的海王星。 法新社



圖像傳輸、唱片科技 都來自航海家



  人類史上很少有探險隊,能如兩艘航海家探測器這般,達成這麼多科學成就。史東說:「這是人類首度發射的第一個電腦控制太空船。它到現在仍自主飛行,自行運轉、檢測,還能啟動備用系統。」

  我們每天都使用著航海家的衍伸科技。史東解釋,「因為這些來自深空的訊號太弱,我們必須研發解碼系統。手機、唱片播放機都仰賴類似科技,這些編碼最初是用來傳送訊息到太空中的。」現行智慧型手機的圖像傳輸系統,也是由航海家計畫工程師最初研發的技術演進而來。

  英國廣播公司寫道,航海家最偉大的時刻或許是1990年2月14日。當天,航海家2號將攝影機轉向地球,拍下地球在整個太陽系中僅是一個單一像素的藍點,讓人類意識到我們是如此渺小且脆弱。

  2013年9月12日,NASA確認航海家1號離開了太陽系,進入黑暗寒冷的星際空間,成為第一個離開太陽系的人造物體。航海家2號幾年後也會以不同的角度離開,它蒐集的數據將協助科學家瞭解日鞘、磁泡區等奧秘。



核電池殆盡 也許10年後失聯…



  可惜,時間快要不夠了。航海家利用鈽衰變產生的熱能轉變成電能,這種核電池每年會減產4瓦。航海家計畫主任蘇希.多德說:「目標是讓它們飛得越久越好。可以將它們想成一對巡航近40年的雙胞胎,一人失聰,一人狀況不太好,所以我們必須格外謹慎。」她說:「我們已經關閉一些不必要的系統,只讓那些蒐集數據的系統運作,我們不開攝影機,因為那邊只是非常非常黑暗的太空。」部分暖器系統仍持續運作,以免太空裝置結凍。

  或許未來十年的某一天,航海家必須永遠關閉。多德說:「這對NASA和人類來說,會是相當悲傷的一天,就像失去了祖父,或此生貢獻良多的親戚。」她說:「有朝一日,我們會嘗試尋找航海家的訊號,卻再也收不到消息。」



 



 



原文摘自於 聯合新聞網 你我能滑手機 都要感謝太空「航海家」2017年09月08日

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