1979 年 3 月 5 日，旅行者 1 号抵达木星，旅行者 2 号于 7 月 9 日紧随其后。突然间，位于加利福尼亚州帕萨迪纳的 NASA 喷气推进实验室 (JPL) 充斥着木星湍流大气层的清晰照片，以及前所未见的木卫一火山喷发。
当双子航天器抵达土星时，它们以环状世界的壮丽复杂系统和卫星图像，匹配了之前在木星的表现，让旅行者项目科学家埃德·斯通和他的同事们如愿以偿地获得了一连串的发现。
旅行者 2 号将继续探索天王星、海王星及其卫星。“科学是关于发现自然界的新事物，通常如果你一年发现一次新事物，你就做得相当不错了，”斯通说。“但这简直是一天又一天……地看到以前从未有人见过的东西。”
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旅行者号是 1970 年代末和 1980 年代行星探索黄金时代的旗舰。对于在 NASA 阿波罗辉煌时代之后长大的一代人，以及将要经历 1986 年挑战者号航天飞机失事惨痛现实的一代人来说，旅行者任务代表了一条令人兴奋的探索之路，那是载人航天飞行无法企及的。甚至好莱坞也注意到了这种兴奋，将旅行者号航天器之一变成了星际迷航电影中的一个角色。而且，旅行者 1 号和 2 号仍在飞行，以每小时超过 55,000 公里的速度飞出太阳系。预计两者都将在 2014 年左右到达星际空间。
当双子航天器发射时，NASA 正在利用木星、土星、天王星和海王星每 175 年发生一次的罕见排列，将探测器送往太阳系的“大巡游”。这种排列使航天器能够利用每颗行星的引力，并使用相对最少的燃料从一颗行星摆动到下一颗行星。NASA 首次在 1973 年至 1975 年的水星探测任务水手 10 号中展示了这项技术。
旅行者号被设计为前往木星和土星的四年任务，航天器的设计寿命仅为五年。斯通说，如果主要任务成功，NASA 将决定是否继续前往天王星和海王星。
旅行者号实际上是一个更大规模计划的缩小版，该计划最早于 1960 年代中期提出，旨在将四艘相同的航天器送往更长的外行星大巡游，从木星到冥王星。热电外行星航天器 (TOPS) 中的两艘计划于 1977 年发射，另外两艘计划于 1979 年发射。
尽管 NASA 在 1971 年 9 月提交了 1973 年预算申请，要求进行这次扩展的大巡游，但时任 NASA 局长詹姆斯·弗莱彻在 12 月得知尼克松总统将不支持为航天飞机和 TOPS 的大巡游提供资金。在 1971 年结束之前，弗莱彻同意取消 TOPS，并用一对更便宜的航天器取而代之，这两艘航天器仅飞往木星和土星。
大巡游以水手-木星-土星 1977 或 MJS '77 的名义复活。1977 年 3 月，就在两艘航天器发射前几个月，该任务更名为旅行者号。尽管旅行者团队曾希望将任务扩展到天王星和海王星，但这并非原始飞行计划的一部分。“即使是四年的旅程也被认为相当冒险，因此 NASA 明智地决定：‘让我们进行为期四年的前往 [木星和] 土星的旅程，然后逐步扩展它，’”斯通说。
旅行者 1 号在 1980 年 11 月完成了其主要任务，此前它飞越了土星的卫星土卫六，并飞到了土星环的后面。这次相遇改变了航天器的轨迹，使其向北偏离太阳系的黄道面，并朝着星际空间的方向前进，放弃了继续前往其他外行星的可能性。
如果旅行者 1 号未能完成其在土星的任务目标，NASA 本可以将旅行者 2 号重定向以完成旅行者 1 号的任务。旅行者 2 号比旅行者 1 号早两周发射，但其轨道更长，旨在使其在旅行者 1 号之后约九个月飞越土星，然后在旅行者 1 号完成其目标后继续前往 天王星和 海王星。
旅行者号——建立在先前的先驱者号航天器成功的基础上，并为伽利略号、卡西尼号和其他行星际机器人探测器奠定了基础——按照今天的标准来看，其计算能力非常微薄。斯通说，每艘航天器都有三台计算机，每台计算机的内存约为 8,000 个字。这意味着旅行者团队必须经常上传新程序，尤其是在科学家想要将相机对准各种目标时。“该任务被设计为可重新编程的，”斯通说。“我们在发射前没有预料到的是，因为我们一次只去一颗行星，所以在土星之后进行了重新编程。”
在 1989 年 8 月 25 日最后一次行星相遇中，旅行者 2 号抵达了太空中的一个地点，距离其预定目标 100 公里以内——此前它已经行驶了超过 70 亿公里。这种精度相当于从 3,630 公里外一杆进洞。时间与计划的时间相差几秒钟——这是一项关键的成就，因为航天器的相机和其他仪器被编程为在指定时间开始工作，斯通说。
拍摄最外层行星的图像需要团队程序员的一些技巧。天王星的阳光比土星暗四倍，海王星的阳光比土星暗九倍；旅行者 2 号需要重新编程，以便其相机进行更长时间的曝光。但这也意味着探测器必须设置为在飞过其拍摄对象时稍微旋转。这些调整使相机能够在较暗的阳光下捕捉图像，但可以防止长时间曝光期间出现模糊图像。“我们真的必须确切地知道我们必须在何时何地观看，因为那时必须进行机动，”斯通说。“这一切都经过非常精确的计时。随着我们向太阳系更远处前进，我们不得不采用新技术来进行这些定时曝光。”
旅行者 2 号对外太阳系的大巡游揭示了一个令人惊讶的宇宙邻域，那里被认为冰冻和死寂的卫星正在发生地质活动，隐藏着潜在的地下海洋，甚至可能孕育着生命。这次巡游还让科学家们感到惊讶，他们发现了倾斜的 天王星磁场，并在飞越海王星时，观测到科学家们认为平静的行星上存在巨大的类似木星的风暴，以及其冰冻卫星海卫一上存在氮气和尘埃的间歇泉。
斯通说，意想不到的发现的积累使旅行者团队感到谦卑。“在旅行者号之前，我们有一个非常‘以地球为中心’的观点，”他指出。“我们对地球的经验成为了我们的基准和期望，而旅行者号一次又一次地表明，这种观点太局限了。我们真的不了解这个系统，因为我们认为地球有点典型——但事实并非如此。”
今天，旅行者号正在驶向虚空。它们的相机已关闭，仅使用必要的仪器来配给来自其日益衰弱的钚电池的电力，它们已到达 太阳系的外边界，一个名为 日鞘的区域，在那里太阳风与星际介质碰撞。旅行者 1 号首先向北弧形飞出黄道面，走得更远——截至 7 月 31 日，距离地球近 165 亿公里。旅行者 2 号向南离开太阳系，距离地球超过 128 亿公里。
一个由 10 名全职和兼职飞行工程师组成的团队每天保持联系，尽管旅行者 1 号的往返通信以光速计算大约需要 30 个小时，旅行者 2 号则需要 24 个小时。两艘航天器都有足够的电力和姿态控制推进剂，可以继续运行到 2025 年左右。通过旅行者 2 号的海王星相遇，任务耗资 8.65 亿美元。自 1998 年以来担任旅行者项目经理的埃德·梅西说，NASA 现在每年花费约 500 万美元来维护这两艘航天器。
科学家估计，大约在 40,000 年后，每艘航天器都将在其他恒星附近，距离太阳约两光年。它们现在的距离已经为这些探测器提供了独特的有利位置——太阳系的鸟瞰图。为了最后的光学欢呼，旅行者 1 号的相机从大约 65 亿公里外拍摄了最后一张图像。这幅由 60 帧组成的马赛克照片于 1990 年 2 月 14 日拍摄，捕捉到了太阳和六颗行星。这幅被称为“全家福”的照片将地球显示为漂浮在阳光中的一个“暗淡蓝点”。
天文学家卡尔·萨根多年来一直游说 NASA 拍摄这张照片，他受这张照片的启发写了一篇充满诗意的文章：“再看看那个点，”萨根写道。“那就是这里。那就是家。那就是我们……我们唯一知道的家。” 航天器上装载着 金唱片，其中包含大量关于地球生命的信息，包括图像、人类解剖学百科全书章节以及多种语言的问候录音。在萨根的倡导下，这个时间胶囊有一天可能会被外星生命发现。
梅西笑着回忆起他如何回应那些担心旅行者号找到外星人的人。“他们中的一些人问，我们是不是在告诉他们我们在哪里？他们是不是会利用这些信息来攻击我们？”他说。“我的回答是，‘他们早就从《我爱露西》的广播中知道我们在哪里了。’”