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        人類信使深入星際

        2004-02-02 20:55:18方玄昌黃步紅
        中國新聞周刊 2004年2期
        關(guān)鍵詞:薩根先驅(qū)者太陽風(fēng)

        方玄昌 黃步紅

        登陸火星,只是人類的一個(gè)小目標(biāo)。沖出太陽系去尋找宇宙間的地外文明,才是更令人激動(dòng)的偉大夢(mèng)想。1977年8月20日,美國人將飛行器“旅行者1號(hào)”送上太空,向地外的智慧生命傳遞自己的問候,現(xiàn)在它已經(jīng)到達(dá)太陽系的邊緣……幾萬年或者幾億年之后,它或許真的有機(jī)會(huì)代表地球人同外星人握手

        在星際空間的高速路上,沒有任何標(biāo)志和公里顯示牌?!奥眯姓?號(hào)”已經(jīng)奔跑了26年,正在奔向太陽系最后的邊界。在它的身后,“母親”地球早已蹤影不見;太陽也已經(jīng)變成了更亮一點(diǎn)的一顆星星。周圍是無邊的黑暗和寂靜。

        已經(jīng)跑過的26年路程,相比于它的整個(gè)旅途來說,才是剛剛走完的第一步,可以說,它才剛剛要跨出自己的家門。前面的路,至少還夠它走上幾萬年,直到下一個(gè)驛站,有誰愿意挽留它,它才會(huì)停留下來。

        它懷里揣著一個(gè)光盤,上面記載著宇宙精靈——地球人——的文明信息。它肩負(fù)的使命,就是要把這張光盤交給不知道居住在哪里的、來自另一個(gè)行星系的文明物種。

        作為地球人的信使,“旅行者1號(hào)”至今只有3個(gè)同行:“旅行者2號(hào)”、“先驅(qū)者10號(hào)”和“先驅(qū)者11號(hào)”。但它們從地球出發(fā)后,分別向4個(gè)不同的方向出發(fā),因此永遠(yuǎn)不可能碰面。它們注定要孤獨(dú)地旅行一生。

        “旅行者”超越“先驅(qū)者”,雙雙抵達(dá)太陽系邊緣

        “旅行者1號(hào)”飛船于1977年8月20日發(fā)射升空。經(jīng)過26年的飛行,它將創(chuàng)造歷史——成為第一個(gè)穿越太陽系最終邊界的人造飛船。這個(gè)“最終邊界”是一個(gè)太陽風(fēng)與星際空間稀薄氣體交界的神奇地域,被稱為“太陽風(fēng)鞘”。

        這件事被英國著名的《自然》雜志評(píng)為2003年度十大科技事件之首?!暗珜?shí)際上,現(xiàn)在已經(jīng)抵達(dá)這一區(qū)域的飛行器有兩個(gè),另一個(gè)是先前已經(jīng)失去聯(lián)系的‘先驅(qū)者10號(hào)。”國內(nèi)著名天文學(xué)家李競教授這樣告訴中國《新聞周刊》。

        “先驅(qū)者10號(hào)”于1972年3月2日發(fā)射升空,要比“旅行者1號(hào)”早上路5年。作為曾經(jīng)是距離地球最遙遠(yuǎn)的飛行器,目前,它距離地球已經(jīng)有大約125億公里。在運(yùn)行近31年之后,2003年1月23日,先驅(qū)者10號(hào)發(fā)出最后一絲微弱的信號(hào)后,電池耗盡。而由于電池的消耗,它對(duì)太陽系的探索事實(shí)上已于1997年3月31日就停止了。然而,此時(shí)它的最后一項(xiàng)使命卻才剛剛開始:奔赴星際空間,尋找外星文明。

        “旅行者1號(hào)”雖然比“先驅(qū)者10號(hào)”晚出發(fā)了5年,但這5年中人類火箭推進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步讓它飛得更快。1998年2月17日,“旅行者1號(hào)”超過了“先驅(qū)者10號(hào)”,當(dāng)時(shí)的距日距離為69.4個(gè)AU(天文單位,地球距太陽的距離,AU等于1.5億公里),之后,“旅行者1號(hào)”以平均每年超出1.02AU的速度領(lǐng)先于“先驅(qū)者10號(hào)”離我們而去。它在先后拜訪了巨行星木星和土星之后,在土星的引力作用下馳向宇宙深空。目前,它距離太陽超過129億公里,是迄今為止飛離地球最遠(yuǎn)的人造飛行器。

        “基本上可以判斷,現(xiàn)在這兩個(gè)飛行器都已經(jīng)抵達(dá)太陽系的最外層邊界,即‘太陽風(fēng)層頂,即將飛出太陽系。”李競說。

        最初的使命

        迄今為止,人類發(fā)射了眾多飛行器,但擁有足夠速度、能夠飛出太陽系的只有4個(gè),它們分別是“旅行者1號(hào)”、“旅行者2號(hào)”、“先驅(qū)者10號(hào)”和“先驅(qū)者11號(hào)”。

        最初人們發(fā)射它們時(shí),這4個(gè)飛行器的主要任務(wù)并不是跑到太陽系外面去尋找地外文明,它們先要各自執(zhí)行自己的先期任務(wù)。

        “先驅(qū)者10號(hào)”:1972年3月2日發(fā)射升空,作為第一顆探測(cè)小行星地帶的飛行器,它第一次為我們帶來了木星的完整照片?!跋闰?qū)者10號(hào)”最初以51,810公里/小時(shí)的速度向木星飛去,它先進(jìn)入并考察了小行星地帶。之后,它向著木星飛去,并且加速到132,000公里/小時(shí)。1973年12月3日,“先驅(qū)者10號(hào)”穿過木星長130,354公里的混沌地帶,期間,它獲得了這顆星球的全貌圖片,攝取到了木星的輻射帶,獲得了木星的磁場定位;發(fā)現(xiàn)了木星是一個(gè)氣體為主的星球。

        “先驅(qū)者11號(hào)”:1973年4月5日發(fā)射升空。它在接近木星時(shí)獲得加速,達(dá)到173,000千米/小時(shí)——這個(gè)速度相當(dāng)于步槍槍口的子彈速度的55倍,所以它能夠在太陽系中穿行24億公里順利到達(dá)土星。

        1974年12月2日,在經(jīng)過木星的期間,“先驅(qū)者11號(hào)”拍攝到一個(gè)奇特的呈巨大紅斑狀的圖像,后經(jīng)判斷為木星的衛(wèi)星Callisto(木衛(wèi)四)。1979年9月1日,它與土星相會(huì),在距離土星21,000公里的地方,拍攝了土星的全貌圖。它還定位發(fā)現(xiàn)了土星兩顆先前未知的衛(wèi)星以及土星環(huán),繪制出土星的磁場圖,發(fā)現(xiàn)了一顆和行星一般大小的衛(wèi)星——Titan(泰坦),并且探明那兒太冷不適合生命生存。

        “旅行者1號(hào)”:1977年9月5日發(fā)射升空。

        “旅行者2號(hào)”:1977年8月20日發(fā)射升空。

        兩位“旅行者”預(yù)定的任務(wù)是環(huán)繞探索木星和土星。“旅行者2號(hào)”在探索完木星和土星后,還要訪問最后兩顆巨大的氣體狀行星——天王星和海王星。1990年,“旅行者”1、2號(hào)均越過了冥王星。

        星際任務(wù)

        在完成了對(duì)行星的探索任務(wù)后,“先驅(qū)者”和“旅行者”們開始執(zhí)行遠(yuǎn)期的星際任務(wù)。其中“旅行者”們執(zhí)行的叫做“旅行者星際任務(wù)(VIM)”。計(jì)劃分三個(gè)階段:太陽系內(nèi)的沖刺;進(jìn)入太陽風(fēng)層頂(太陽風(fēng)和星際物質(zhì)相互作用的交界面,也就是太陽系邊界);進(jìn)入星際空間。

        目前,這個(gè)計(jì)劃已經(jīng)進(jìn)展到第二階段:外太陽系環(huán)境的探索,以及尋找太陽風(fēng)層頂?shù)膮^(qū)域——即確定太陽磁場(太陽風(fēng))的邊界。據(jù)估計(jì),太陽風(fēng)層頂在太陽之外80-140億英里。

        穿過太陽風(fēng)和星際媒介之間的太陽風(fēng)層頂之后,它們的探索領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)入太陽系之外的星際空間,進(jìn)入一個(gè)只受到宇宙風(fēng)作用的環(huán)境。進(jìn)入宇宙空間才是旅行者星際任務(wù)的最終目的。

        現(xiàn)在,這兩位“旅行者”盡管有一些損耗,但是它們?nèi)匀挥心芰ο騐IM返回有價(jià)值的科學(xué)數(shù)據(jù):兩個(gè)飛行器都有足夠的電池和良好的工作狀態(tài)。

        飛行器由同位素電熱發(fā)電機(jī)供電,靠钚的自然放射衰變,源源不斷地為飛行器提供電能。最初發(fā)射的時(shí)候,它提供大概30伏特470瓦的直流電,2001年,旅行者1、2號(hào)的電功率分別降至315、319瓦,但均比預(yù)想的要好。隨著電池的損耗,各種儀器將依次停止運(yùn)行,大概到2020年,電池將不能支持科學(xué)儀器的正常工作,科學(xué)數(shù)據(jù)將停止返回,飛行器的短期作用將結(jié)束。到那時(shí),“旅行者1號(hào)”的距日距離應(yīng)該為199億公里,“旅行者2號(hào)”應(yīng)為169億公里。

        飛行器們歸宿何方?

        完成先期任務(wù)后,飛行器們將飛向別的恒星。現(xiàn)在,“旅行者1號(hào)”以每年3.6AU的速度遠(yuǎn)離太陽系,向蛇夫座飛去?!奥眯姓?號(hào)”以每年3.3AU的速度遠(yuǎn)離太陽系,向望遠(yuǎn)鏡座飛去。

        大概在4萬年之后,“旅行者1號(hào)”會(huì)迫近鹿豹座的一顆恒星,距離對(duì)方大約為1.6光年。大約29.6萬年之后,“旅行者2號(hào)”將迫近夜空中最亮的恒星之一——天狼星,距離它大約為4.3光年。

        而失去聯(lián)系的“先驅(qū)者10號(hào)”將繼續(xù)像幽靈一般滑向遙遠(yuǎn)太空深處的金牛座主星(畢宿五),這顆星球距離地球大約有68光年之遙,“先驅(qū)者10號(hào)”需要200萬年的時(shí)間才能抵達(dá)。

        “先驅(qū)者11號(hào)”的最后一絲信號(hào)是在1995年9月30日接收到的。但還不知道它是否仍在發(fā)射信號(hào),因?yàn)?,由于地球公轉(zhuǎn)位置移動(dòng)的緣故,即使它發(fā)來信息我們也未必能接收到。現(xiàn)在它應(yīng)該是朝著天鷹座的方向飛去,在人馬座的西北方向?!跋闰?qū)者11號(hào)”需要400萬年的時(shí)間才能抵達(dá)這個(gè)星座中的恒星。

        地球人的宇宙信使

        作為地球人派出的信使,4個(gè)探測(cè)器分別配帶了一張光盤,希望能被地外文明發(fā)現(xiàn)和捕獲這些信息。

        其中,“先驅(qū)者”10號(hào)和11號(hào)的光盤實(shí)際上是一塊金屬板。在這張金屬板上,有一個(gè)男人和一個(gè)女人站立在太空飛船前。這個(gè)男人做出一個(gè)問候的手勢(shì)。這兩個(gè)人是根據(jù)我們整個(gè)星球的人類特征繪制出來的。

        解讀這張光盤的秘密在于一個(gè)宇宙間最基本的元素——?dú)洹TO(shè)計(jì)者認(rèn)為,任何一個(gè)具有一定文明程度的人都能夠具有氫的知識(shí)。這張光盤由美國康乃爾大學(xué)的卡爾·薩根(Carl Sagan)博士和Frank Drake博士設(shè)計(jì),由卡爾·薩根的妻子林達(dá)·薩爾茲曼·薩根(Linda Salzman Sagan)繪制。

        而相對(duì)來說,“旅行者”1、2號(hào)攜帶的光盤就“豪華”得多。它是一張VCD盤,被稱為“地球之音”。

        卡爾·薩根博士負(fù)責(zé)挑選了這張12英寸的鍍金銅色碟片載有的內(nèi)容。他和助手們收集了115張圖片和各種各樣大自然的聲音,例如海浪聲、風(fēng)聲、雷聲、以及鳥類和鯨及其他各種動(dòng)物的聲音。還有爆炸聲、砸盤子的聲音、槍炮聲等等。他們還挑選了不同年代不同文化的音樂,人類用66種語言向外星人問候的錄音,還放入了卡特總統(tǒng)和當(dāng)時(shí)的聯(lián)合國秘書長瓦爾德海姆的講話。

        每一條記錄都有一層鋁膜保護(hù)。光盤表面刻了一些符號(hào),解釋飛船的出發(fā)地和解釋怎樣播放碟片。

        碟片播放的速度為16+2/3轉(zhuǎn)每分鐘。前面是人類講話的錄音,開始的一條是Akkadian語言,這是大約6000年前蘇美爾人的語言,中間有粵語,最后一條是來自中國上海的地方方言。

        接下來是地球的聲音,有大概90分鐘的音樂,包括東方、西方的古典和民族音樂。其中有貝多芬《命運(yùn)交響曲》中的《歡樂頌》(第四樂章)和中國古典樂曲《高山流水》。最后的115張圖片中則包括中國的長城。

        工程師們?yōu)檫@兩張金唱片設(shè)計(jì)了10億年的保存期限。但正如卡爾·薩根所說,“宇宙空間無垠,恒星間距離遙遠(yuǎn),即使‘先驅(qū)者10號(hào)航行100億年,也幾乎不可能進(jìn)入其它恒星的行星系(假定銀河系每一顆恒星都附有這種行星系)。”

        “可以想象,這艘飛船遭遇外星球文明的唯一可能情況是,后者具有太空飛行的巨大能力,能夠攔截和回收無聲無息的太空棄船。在‘先驅(qū)者10號(hào)上安置一項(xiàng)人類信息,很像一個(gè)罹難的水手往海洋里拋入一個(gè)裝著一封信的瓶子——只是,宇宙的海洋可比地球上的任何海洋浩瀚得多了。”卡爾·薩根在他的文章《從地球發(fā)出的信息》中如此寫道。

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