我們贊美流傳百世的創(chuàng)造物,如荷馬的《奧德賽》、屹立不倒的橋和永恒的愛,現(xiàn)在讓我們來贊美40年前發(fā)射的兩枚“旅行者”號太空探測器,目前它們正離開太陽系,之后將永遠在群星間漂蕩。
每臺旅行者探測器的尺寸和重量都與小型汽車相仿,它們是20世紀70年代高科技的縮影。探測器上的電腦還沒有當今的數(shù)字手表先進,搭載的模擬電視攝像機也相當原始,甚至比70年代拍攝《拉弗內(nèi)和雪莉》用的攝像機還要落后。但是,它們在探索星球的每一步都創(chuàng)造了歷史,正如旅行者計劃首席科學家埃德·斯通所說:“自然的創(chuàng)造力遠超我們的想象?!?/p>
通過望遠鏡觀察,木星看起來很平靜。但實際上,旅行者號傳回的影像展現(xiàn)了數(shù)百個肆虐的颶風、一道北極光以及三個薄薄的木星環(huán)。以前我們認為土星環(huán)屈指可數(shù),但借助旅行者號才知道,原來里面有成千上萬個小環(huán)和相互交織的物質(zhì),而理論家們曾認為它們是不可能存在的。(“我們以前一直認為自己無所不知,”天文學家布拉德·史密斯說,“結(jié)果呢!”)
以前只在地球上發(fā)現(xiàn)過活火山,而今它們在木星的衛(wèi)星木衛(wèi)一和海王星的衛(wèi)星海衛(wèi)一上大量出現(xiàn),而且在海衛(wèi)一上還能觀察到液氮噴泉以40開氏度(約-233攝氏度)的溫度噴發(fā),簡直令人震驚!太陽系最有可能發(fā)現(xiàn)外星生命的兩個地方——木衛(wèi)二和土衛(wèi)二——因為旅行者號而揭開了神秘的面紗。這兩個衛(wèi)星的內(nèi)核因潮汐的相互作用而振動和加熱,在冰面以下似乎存在著巨大的海洋,能夠讓生物體茁壯成長。
這項耗費了大約1萬個工作年的大型科研項目被稱為“人類歷史上最偉大的探險旅程之一”。
然而我們差點就錯過了它。
旅行者號飛船在1976年11月,即發(fā)射9個月前,在噴氣推進實驗室進行了測試。雖然一開始設(shè)計的使用年限為5年,主要探索木星、土星和它們的衛(wèi)星,但現(xiàn)在的旅行者號已經(jīng)遠遠超過了冥王星,繼續(xù)將科學信息傳回地球。
關(guān)于太陽系外行星“偉大旅程”的設(shè)想始于1965年,來自航空學研究生加里·弗蘭德羅,當時他在美國國家航空航天局位于南加州的噴氣推進實驗室做兼職,那是全球頂尖的行星際探索中心。弗蘭德羅6歲時得到一本名為《天空奇跡》的書,書中插圖里,行星像臺階一樣排列著?!拔蚁胫绻艽┰秸麄€太陽系,與那些帶外行星一顆顆地擦肩而過,該有多棒?!?他回憶道。
在噴氣推進實驗室,弗蘭德羅的工作是設(shè)計出能夠超越火星的飛行任務(wù),于是他用紙和鉛筆繪制了木星、土星、天王星和海王星未來的位置。根據(jù)行星的排列,他發(fā)現(xiàn)宇宙飛船可以利用行星軌道的動量,從一個行星彈射到下一個行星,從而獲得足夠的速度,這樣就能在10到12年內(nèi)遍訪上述四個行星,而不是像常規(guī)情況下一樣花費幾十年。在20世紀70年代后期,有幾個月的窗口期可以開展這項任務(wù),之后就要再等175年。
在那個年代,弗蘭德羅的想法顯得非常大膽。當時水手4號探測器飛過火星,拍攝到21張粗糙的照片,就已經(jīng)是最了不起的星際探索了。在太空中,幾乎沒有一個探測器能持續(xù)運行十年。如果沒有持續(xù)的人工操作,完全沒有辦法開展復(fù)雜的遠距離行星探測。在多個行星之間彈射飛行,在理論上可能行得通,但從未在實踐中嘗試過。
“有人告訴我:‘這是不可能的,別浪費我的時間了?!备ヌm德羅回憶道。
美國國家航空航天局花了很大的功夫消化這件事,最終還是提出這項偉大旅程任務(wù),但國會沒有批準,而是選擇了一個耗資更少的簡化版方案,而且飛行距離只能達到土星。
旅行者號金唱片的制作人蒂莫西·費里斯在2015年1月的《國家地理》雜志上發(fā)表了有關(guān)暗物質(zhì)的文章。本文是與霍華德·休斯醫(yī)學研究所“樹木交錯的河岸”工作室合作撰寫。
面對這樣的結(jié)果,噴氣推進實驗室的航天員們按照早期頑強探險家們的路數(shù)進行回應(yīng):他們愉快地接受了這一計劃,但是大家都明白國會并沒有真正了解情況。他們悄悄地著手設(shè)計和建造了兩臺堅固的高科技航天器,都具備飛往海王星的能力。航天器中所有“限制使用壽命”的設(shè)計缺陷都被清除。導航系統(tǒng)中的太陽能傳感器得到了強化,因此它們可以在太陽光線變暗的時候持續(xù)運行。他們還研發(fā)出節(jié)省燃料的技術(shù),延長探測器執(zhí)行任務(wù)的時間。時任噴氣推進實驗室主任的威廉·皮克林回憶說:“當時我們就是悄悄采取行動,沒有對外宣揚?!?/p>
這個策略生效了。噴氣推進實驗室向世界證明,旅行者號是當時集科技大成之作,是飛向星際空間的偉大使者。于是國會決定出資贊助,支持噴氣推進實驗室一直以來秘密進行的任務(wù)。
旅行者號為木星軌道飛行器“伽利略”號和隨后的土星軌道飛行器“卡西尼”號的發(fā)射鋪平了道路,兩者花了數(shù)年時間收集照片和數(shù)據(jù),然后按命令在土星大氣層上部焚燒自毀,避免影響和污染可能存在生命的衛(wèi)星。如今,兩臺旅行者號的科研壽命也將到期,它們的無線電信號越來越弱,但仍在對太陽周圍奇異復(fù)雜的等離子體空泡進行報道,與此同時,它們也已經(jīng)到達太陽系和星際空間之間的指定邊界。預(yù)計在2030年左右,旅行者號的钚動力發(fā)電機將會停止運行,然后探測器將最終陷入沉寂。
從那以后,旅行者號將會變成時間膠囊,而不是宇宙飛船??紤]到這種可能性,噴氣推進實驗室在每個探測器上放入了一張包含地球上音樂、照片和聲音的“金唱片”,希望將來有外星人可以截獲這些信息。兩張金唱片至少可以保存十億年,不會受到微隕石和被稱為宇宙射線的高速亞原子粒子所侵蝕。
這是一段很長的時間。十億年前,地球上最復(fù)雜的生命也只是潮水上那一層層被稱為“疊層石”的藍藻。十億年后,灼熱的太陽可能已經(jīng)開始將地球的海洋烤到沸騰。然而,旅行者號仍然會在太空某處,成為人類一去不返的使者。