航行者的最後通訊

***此文章為《宙:天文物理時空之旅》(2019年花千樹出版)第廿五章節錄***

「從太空望向地球,我們看不見國界。」

——卡爾.薩根(Carl Sagan,1934 – 1996)

旅人,經過地球科學史的旅程後,時空旅行膠囊再次進入星際空間,讓我們記住現在和過去,邁向未來。

等等,電腦剛剛在時間迴圈航行期間,接收到了一段不明訊號。訊號來自2017年太陽系邊界,位置大概在星際風(interstellar wind)剛剛變得比太陽風(solar wind)強的界線之上。請稍等,電腦正進行翻譯:

「距離太陽139.4935天文單位,地球139.2145天文單位,相對太陽速度每秒16.9995公里。太陽系內帶電粒子讀數0.2,太陽系外帶電粒子讀數2.2。任務時間39年11月15日,通訊延遲19小時17分49秒。航行者1號通訊結束⋯⋯」

所有資訊已經分析完畢,讓您久等。電腦顯示這是由航行者1號(Voyager 1)傳送回地球的報告。航行者1號是艘無人太空探測器,此刻正航向廣闊無垠的星際空間。

航行者1號和航行者2號(Voyager 2)是人類於20世紀中期發射的太空探測器,由美國太空總署(National Aeronautics and Space Administration,簡稱NASA)的噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory,簡稱JPL)製造。它們的任務是探索太陽系巨型行星,主要是氣體巨行星——木星和土星。

地球時間1977年8月20日和9月5日,航行者2號和1號分別從地球出發。探訪土星之後,它們延續任務,繼續飛往太陽系邊緣。旅途上,它們不斷把所見所聞傳回地球,幫助人類科學家了解宇宙。

雖然航行者1號比航行者2號遲半個月出發,不過航行者1號走比較短的軌跡,早航行者2號4個月抵達最接近木星的位置。它們沿途為木星拍攝了許多照片。由於距離越近成象越清晰,大部分照片都在最接近木星的48小時內拍攝。除了相機外,它們身上亦設有其他科學探測儀器,包括光譜儀以及各種宇宙射線和磁場探測器等等。

航行者1、2號所收集的數據幫助科學家深入了解木星、木衛星、木星輻射帶以及木星環。例如,航行者1號發現了木衛一上的活火山,航行者2號則發現了木星環。由於太過暗淡,20世紀初期地球上的科學家根本不知道木星環存在。

重力助推是探索太陽系行星的一個節省能源的方法。由於發射火箭需要大量燃料,太空船必須盡可能減低重量。因此,科學家想到利用行星的重力來加速太空船:太空船進入行星重力影響範圍後會被加速然後拋出去,就好像擲鏈球一樣。事實上,太空船帶走了行星的少部分動量,因此行星會稍微減速。不過行星相對太空船重非常多倍,因此重力助推對行星造成的影響完全微不足道。

探訪木星之後,航行者1、2號借助木星重力,利用「重力助推(gravity assist)」效應加速,飛向土星。航行者1號於地球時間1980年11月12日來到土星大氣表面上約12.4萬公里,發現土星環結構原來複雜得很,也測量了土星和土衛六「泰坦」的大氣成份。航行者2號則於地球時間1981年8月25日到達土星,那時航行者1號已經開始向太陽系邊緣進發。

航行者2號的軌跡雖然比航行者1號的長,卻可以繼木星和土星後順道探訪天王星和海王星,使它成為20世紀唯一到訪過這兩個冰巨行星的太空探測器。它利用土星的重力助推航向天王星,然後再利用天王星的重力助推飛往海王星。像這樣的木星、土星、天王星、海王星剛巧運行至差不多相同方向,每167年才會發生一次。於1986年1月24日探訪天王星、1989年8月25日探訪海王星後,航行者2號亦利用海王星的重力助推飛往太陽系邊際。

從升空一刻起,航行者1、2號就肯定永遠不能相見。它們都在完成太陽系巨型行星探索任務之後飛往星際空間,不過航道各不相同。航行者1號航向太陽系北方、航行者2號則往南方進發。

1990年,一位叫做卡爾・薩根(Carl Sagan,1934 – 1996)的地球科學家,向航行者1號發送了一個請求:在航行者1號永遠離開太陽系之前,回頭為太陽系每一個行星成員拍攝最後一幅照片。結果,水星因太接近太陽而拍不到,而火星的影象亦淹沒在相機內部太陽光散射之中。

航行者1號把相機鏡頭對準地球,按下了快門。在這照片之中,地球只是黑暗中蒼藍色的一個小光點。薩根卻認為,雖然這照片並沒有什麼科學價值,卻擁有深刻意義。他認為這照片能夠使人類明白渺小的生命在廣闊的宇宙面前是如何微不足道,卻又是如何無比珍貴。

2023年12月12號,NASA公布航行者1號用來傳送訊號回地球的Telemetry Modulation Unit (TMU)失靈。這意味着儘管航行者1號能夠繼續接收來自地球的訊息,它已經再無法回話。

但盡這微小行星上的人們,不要浪費46年來航行者為我們訴說的訊息。

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