在接下來的 10 年左右的某個時候,構成 NASA 深空網絡的巨型天線將最後一次接收到來自遠方的微弱訊號。當那一天到來時,人類將向航海家 1 號告別,這是第一個也是迄今為止唯一一個抵達星際空間的太空船。對於 NASA 的科學家來說,航海家號的「死亡」將是一個早已預料到的時刻,也是他們將花費數十年時間試圖延遲的事情。
「這有點像家庭成員的去世,」NASA 科學家 Suzanne Dodd 告訴 Vocativ。Dodd 是 NASA 噴氣推進實驗室航海家星際任務的專案經理。「你知道這即將到來,但意識到它真的結束了,你再也無法與太空船溝通,仍然令人難過。」
沒有任何人類製造的物體比航海家 1 號走得更遠,自 1977 年發射以來,它已行駛了約 125 億英里。這大約是地球到太陽距離的 137 倍,這個距離單位稱為天文單位或 AU。探測器的孿生兄弟航海家 2 號位於約 112 天文單位處,這意味著它也應該在未來幾年內到達星際空間。考慮到航海家 1 號巨大的領先優勢和速度——它以每小時約 40,000 英里的速度行駛——在我們任何人的有生之年,沒有什麼能超越它成為人類最遙遠的前哨站,這肯定是可想而知的。
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但這是不可避免的:它們的狀況是末期的,Dodd 和她的團隊所從事的工作相當於深空臨終關懷。雖然這些近 40 年歷史的太空船面臨許多相同的挑戰,例如管理逐漸衰減的電力儲備和抵禦外太空難以置信的寒冷,但每一個都發展出自己特有的慢性疾病。「你可以把它們想像成雙胞胎,就像雙胞胎姐妹一樣,但不同的疾病影響了不同的太空船,」Dodd 說。「航海家 2 號有點聽力障礙。你需要瀏覽幾個頻率,才能找到它能聽到的頻率。」
為了在發射近 40 年後仍與航海家 1 號及其孿生兄弟航海家 2 號保持聯繫,NASA 科學家不得不慢慢關閉科學儀器,直到遲早只剩下發射器。根據 Dodd 的說法,2020 年是真正開始認真關閉儀器的時間,這是為了盡最後的努力,盡可能從探測器的鈈電池中擠出更多時間。
「我們將關閉許多儀器的加熱器,這將節省大約 2 到 4 瓦的電力,也就是 6 個月到 1 年的電力,」她說。這將使儀器暴露於外太空的環境中,那裡只有比絕對零度高幾度的溫度。「當你關閉加熱器時,這可能意味著儀器會因為太冷而停止工作。這也可能意味著它們將繼續工作,我們真的不知道。」
在地球上,Dodd 和她的團隊可以使用 NASA 最先進的技術來保持聯繫,但航海家號實際上是 1970 年代的遺物。「電腦系統等等都是 1974 年、1975 年的古董,那時太空船正在建造中,」Dodd 說。「你的 iPhone 的記憶體比航海家號太空船多 10 萬倍。」她將向太空船上傳新軟體的挑戰比作玩俄羅斯方塊遊戲,團隊必須將不規則的數據塊塞進微小的空間中。
航海家 1 號和 2 號並不是唯一朝著星際空間,並最終離開太陽系的探測器。(這些並不完全是同一件事。)它們在深空探索中速度稍慢的前輩,先鋒者 10 號和 11 號,分別在 2003 年和 1995 年與地球失去了聯繫,這意味著我們無法確切知道在未來 15 年左右的何時這些太空船將跨越星際門檻。然後是新視野號,它於 2006 年發射以到達冥王星,這是航海家號外太陽系大巡遊中遺漏的唯一一顆行星——並於 2015 年到達,恰逢冥王星被降級為矮行星,這讓 NASA 團隊非常懊惱。
與這些各個任務的負責人交談,一個共同的主題浮現出來:這些探測器都不是設計成能夠持續足夠長的時間到達星際空間的,因為這從來不是它們的目標。航海家 1 號和 2 號在大約任務的前十幾年完成了對外行星的探索,其中航海家 2 號成為 1989 年唯一訪問過海王星的太空船,而航海家 1 號在 1990 年情人節拍攝了著名的「家庭肖像」照片,拍攝了太陽和六顆行星。從那時起,每行駛的十億英里都超出了官方預期。但即使如此,與最初的計劃相比,先鋒者任務持續了多久也算不了什麼。
「先鋒者 10 號和先鋒者 11 號都只設計運行 21 個月,」前先鋒者專案經理 Lawrence Lasher 告訴 Vocativ。先鋒者 11 號是最初四個深空探測器中壽命最短的,但仍然設法將 21 個月變成了 22 年多。雖然它的訊號在 1995 年運作良好,但它的「死亡」是因為它基本上失去了對其馬達功能的控制,NASA 無法重新定位太空船以將其天線指向地球。
先鋒者 10 號於 1972 年與其孿生兄弟一起發射,其 31 年的壽命最終比 NASA 的資產負債表所能解釋的還要長。「科學任務於 1997 年 3 月 31 日結束。當時必須停止的原因是預算方面的考慮,NASA 認為如果我們繼續資助先鋒者 10 號,其他任務將會延遲。」Lasher 和幾位同事設法組建了一個大幅縮減的新任務,以保持與先鋒者 10 號的聯繫,以便他們可以利用這個前所未有的機會來研究深空通信,並為未來的星際探測器鋪路。
他的團隊承擔了管理先鋒者號的額外工時特殊專案,利用深夜和週末時間,當時深空網絡的資源沒有被更高優先級的任務使用。幾年後,先鋒者號再也無法傳輸科學數據,甚至無法傳輸它在太陽系中位置的基本遙測數據。探測器正在慢慢「死亡」。「我們收到的最後一個訊號是在 2003 年 1 月 23 日,」Lasher 說。「這是一個非常微弱的訊號。我們只是無法再獲得更多訊號,因為電源已經衰減,它沒有足夠的電力來發送額外的傳輸。」2006 年,人們做出了最後的努力,試圖重新與探測器取得聯繫,但先鋒者號不可能「復活」了。
新視野號仍處於其科學任務的中期,去年到達了冥王星,現在正在前往 2019 年與柯伊伯帶中的一個天體進行飛掠的途中。「太空船的主要任務是九年半,實際上算上數據下傳是十年半,」任務負責人 Alan Stern 告訴 Vocativ。「我們現在已經完成了。所以現在其他一切都是額外的獎勵,因為我們完成了主要任務。」他估計新視野號將有足夠的電力運作到 2030 年代中期左右,甚至可能到 2040 年代初,其在下次飛掠後的剩餘任務可能與航海家號的星際任務類似。這艘太空船還很年輕,尚未啟動任何備份系統。航海家號早就已經啟動了備份系統,或者為了節省電力而預先關閉了備份系統。
雖然新視野號比航海家 1 號先進三十年,但其任務的性質意味著它永遠無法達到與其前輩相同的速度。而且,就像航海家號及其微小的 1970 年代記憶體一樣,它的一部分將永遠停留在 2006 年。在這種情況下,這意味著其鈈電池壽命的限制。「由於生產鈈的地方洛斯阿拉莫斯國家實驗室遇到困難,我們的電池在發射時沒有完全加滿燃料,」Stern 說。新視野號最終以 80% 滿燃料的電池進入太空。「因此,我們有足夠的電力來執行主要任務和柯伊伯帶任務,但我們無法像航海家號那樣飛行那麼長時間。」
當然,這裡的「我們」是指廣義上的「我們」,因為今天指導新視野號的科學家可能不會與那些監督新視野號最終關閉的人完全相同。Stern 將此稱為長壽的挑戰,或者說是保持「在我們許多人退休後,以及整整一代沒有建造它或駕駛它到冥王星的人之後,在幾十年後仍然保持操作這個複雜太空船的內在知識」的問題。人類距離發射前往恆星的世代飛船還很遙遠,但數十年來維護這些探測器的任務是第一個近似值。
這些探測器的損失意味著什麼,這取決於你問誰。Dodd 將其比作年長家庭成員的去世,而 Lasher 說他對先鋒者 10 號和 11 號的損失持哲學態度,只是對他們從延長的壽命中獲得如此多的額外數據感到滿意。你對先鋒者 10 號和 11 號、航海家 1 號和 2 號,以及最終的新視野號感到多少悲傷,或許取決於你願意在多大程度上將我們最遙遠探索的機器人化身擬人化。
話又說回來,也許還有另一種看待 NASA 深空探測器「死亡」的方式。畢竟,即使在我們與所有五個探測器失去聯繫後,它們仍將加速遠離太陽系,朝著遙遠的恆星飛去。在太空真空中,除了偶爾的流浪粒子外,沒有任何東西會腐蝕或降解太空船,這意味著這些探測器很有可能在數百萬年後仍然存在於某個地方。到那時,完全有可能最後存在的人類將是被刻在先鋒者號銘牌上的一對夫婦,那些為航海家號金唱片拍攝的照片,以及冥王星發現者克萊德·湯博,一盎司他的骨灰在「新視野號」上。
「銘牌的動機之一是,也許在其中一顆恆星周圍擁有先進文明的某個有知覺的生物可能會以某種方式遇到它,並且他們會擁有那塊銘牌,」Lasher 說。當著名的天文學家卡爾·薩根在 40 多年前帶頭製作那塊銘牌時,它被認為是一種問候。等到它最終被發現時,它很可能成為我們這個物種的墓誌銘。
本文經 Vocativ (© Vocativ)許可轉載。本文於 2016 年 10 月 23 日首次發表。