舒畅世界观察：旅行者1号飞行49年，跨越一光日，人类最遥远的宇宙使者2026年11月18日，美国宇航局（NASA）的旅行者1号（Voyager 1）将创造一个新的世界纪录：它距离地球将达到259亿公里，相当于光在真空中传播整整一天的距离。这是人类制造的飞行器首次抵达如此遥远的地方。 旅行者1号于1977年9月5日发射，已经在宇宙中飞行了49年在这个漫长的、近乎半个世纪的时间当中，它拍摄到了木星的大红斑、土星与土星环，还有我们这个蓝色的地球。不过在照片中，在60亿公里外的太空当中看到的地球，就是一个比芝麻还要小的暗蓝色小点。
由于当时计算机和光学照相机的技术局限性，能够拍到如此大量的照片已经相当不简单了，总共大概拍了35000张。当时 NASA 使用的计算机是相当先进的 TTL 和 CMOS 半导体集成电路。旅行者 1 号上有三类计算机，每一类都有两套，可是它的容量很小，内存只有 68 KB。我们今天一部手机的内存是 8 GB，是当时计算机储存容量的 12 万倍。
NASA 当时拥有非常优秀的地面工程团队，即便是机器发生故障，也能够通过重新编写程序、调整工作模式来延长它的寿命。
事实上，2023 年旅行者 1 号发生严重的计算机存储器故障，NASA 工程师通过重新安排程序存储位置，在 2024 年恢复了科学数据的传输，但是为了节省能量和存储空间，NASA已经不再要求它发送照片关闭了它的照相机。旅行者1号使用的是核能——不是普通核反应堆，而是放射性同位素热电发电机（RTG）。 它利用钚-238自然衰变产生的热量，通过热电转换装置直接产生电力，不需要核裂变反应，也没有旋转的发电机。它的特点是结构简单、可靠性高。更加令世人惊讶的是，这台将近半个世纪前制造的机器，至今仍然能够与地球保持联系，向科学家传回宝贵的数据。 这不禁使人感到好奇：它究竟飞到了哪里？又将飞去何方啊？它为什么能够工作这么长时间？未来还能够继续飞行多久？ 一、距离地球259亿公里，究竟有多远？旅行者1号目前以每小时约6.1万公里的速度飞行，相当于每秒17公里。即使如此，它还是花了49年才抵达距离地球一光日的位置。可以用几个数字来理解这个距离。 光从月球到地球，只需要约1.3秒；从太阳到地球，大约需要8分20秒。如果现在地球上的NASA科学家向它发出一道无线电指令，需要等待一天也就是明天这个时候，才能抵达他目前的位置。换言之，也就是现在如果要和他进行一个最简单的通讯，来回就要两天、48小时。 二、它已经飞出太阳系了吗？旅行者1号最初任务，是探测木星和土星。 1979年，它飞越木星，首次发现木卫一上存在活火山。1980年，它飞越土星，并对土星环及其卫星进行了大量观测。 此后，它利用行星引力改变飞行轨道，继续向宇宙深处前进。 2012年8月25日，旅行者1号正式穿越日球层顶，进入星际空间。 所谓日球层，就是太阳不断向外释放的带电粒子形成的巨大保护区域，其中包含太阳风和磁场。当飞行器穿过日球层顶，就意味着它进入了由星际物质主导的空间环境。不过，这并不等于完全飞出了太阳系，它还要经过数万年，才可能真正离开太阳系最外围的区域。 旅行者1号已经进入星际空间，却仍然走在离开太阳系的漫长道路上。 三、它还能够拍摄宇宙照片吗？1990年2月14日，旅行者1号完成了一项令人难忘的任务。 在距离地球约60亿公里的位置，NASA指令它回头拍摄太阳系。照片成功地送回地球，经过处理之后就是那一张非常著名的照片——《暗淡蓝点》（Pale Blue Dot）。 这张照片提醒人们，在浩瀚的宇宙中，我们生活的地球是多么渺小。 可惜的是，旅行者1号的照相机在拍完这些照片后就被关闭了。为了节约电力，NASA还移除了有关软件，因此它现在已经无法继续拍摄照片。 四、曾经发生严重故障，地球科学家如何把它救活？2023年11月，旅行者1号突然发生故障。它仍然能够接收地球发出的指令，但是传回来的数据却变得无法读取。ASA工程师经过几个月调查，发现问题来自飞行数据系统的一块存储芯片。由于芯片损坏，部分程序无法正常执行。这是一件极其困难的维修任务。飞行器距离地球超过240亿公里，不可能派人前去修理，更不可能更换零件。 工程师只能重新安排计算机程序，将受影响的代码分成几部分，分别存放在尚未损坏的存储空间中。每次测试指令发出后，都要等待将近两天，才能知道是否成功。 2024年4月，旅行者1号终于重新传回正常的工程数据。到6月，原有的四台科学仪器也全部恢复工作。 令人惊叹的是，这台1977年设计的计算机，竟然能够在如此遥远的地方，通过地球工程师的远程操作重新恢复功能。 五、使用核能发电，还能够继续工作多少年？旅行者1号能够连续工作49年，一个重要原因就是使用核能供电。 它不是使用普通核反应堆，而是安装了三台放射性同位素热电发生器，利用钚-238放射性衰变产生的热量发电。 钚-238的半衰期约88年，因此这种装置能够提供非常持久的能源。 1977年发射时，三台发生器总共可以产生约470瓦电力。但是随着放射性衰变以及设备老化，发电能力逐渐下降。2023年，电力输出已经降至约225瓦。 NASA估计，它每年还会损失约4瓦电力。 为延长工作寿命，科学家不得不逐步关闭各种仪器。 2026年4月17日，NASA又关闭了一台低能带电粒子探测仪。目前只剩下两台科学仪器继续工作。 究竟还能工作多久？NASA目前没有确定的最后日期。早期估计认为，在电力条件允许的情况下，无线电通信可能延续到2036年前后，但这并不是保证。 可以肯定的是，总有一天，地球将无法再收到它的信号。 六、它携带着一张送给外星文明的金唱片旅行者1号还有一个极其浪漫的设计。 1977年，NASA在飞行器上安装了一张直径约30厘米的镀金铜唱片，被称为“旅行者金唱片”。 唱片记录了地球上的各种声音，包括海浪、雷声、鸟鸣、鲸鱼的叫声，以及不同民族的音乐。 其中还有55种语言的问候，以及115幅反映地球生命和人类文明的图像。 这张唱片并没有在太空中不断播放音乐，也不是通过无线电向宇宙广播，而是作为一份实物信息保存在飞行器上。 如果未来某个外星文明发现了旅行者1号，或许能够借助唱片上的说明，了解地球和人类的存在。 NASA估计，大约4万年后，旅行者1号将经过一颗名为Gliese 445的恒星附近。不过，即使到那时，它与这颗恒星的最近距离仍有约1.7光年。 七、人类探索宇宙的下一步是什么？旅行者1号并不是孤独的探索者。 它的姐妹飞行器旅行者2号于1977年8月20日发射，先后探测木星、土星、天王星和海王星，并于2018年进入星际空间。 美国还有2006年发射的“新视野号”（New Horizons），它曾于2015年飞越冥王星，目前继续在太阳系外围开展探测。 NASA还在2025年发射了IMAP星际测绘与加速探测器，并于2026年2月开始正式科学探测。这项任务主要研究太阳风形成的日球层边界，以及太阳系与外部星际空间之间的相互作用。 未来，科学家希望发展速度更快、寿命更长、通信能力更强的新一代星际探测器。不过，真正飞往其他恒星的探测任务，目前仍然面临巨大的技术困难。 八、旅行者1号留给人类的启示旅行者1号最令人感动的地方，并不只是飞行距离创造了世界纪录，而是这台半个世纪前制造的机器，至今仍然忠实地执行着人类赋予它的使命。半个世纪以来，地球上仍然有一群科学家，每天通过巨大的无线电天线，努力倾听它从宇宙深处传回来的微弱信号。
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