马德里的深空网络天线接收到了一个微弱且出乎意料的无线电信号——来自一个失踪航天器的呼唤。那是2001年4月。“先锋10号”失踪了，人们担心它已经死亡，已经有八个月了，但它正在打电话回家，告诉科学家们它仍然活着，并且状态良好。英勇的“先锋10号”在2002年庆祝了它30岁的生日，今天，“先锋10号”属于一个拒绝死亡的精英航天器群体。
在发射超过四分之一个世纪后，“先锋10号”、“旅行者1号”、“旅行者2号”和“IMP-8号”航天器仍然运转良好。在七十年代和八十年代的主要任务期间，它们为我们提供了对木星、土星、天王星和海王星大气层以及地球周围太阳风状况的独特见解。今天，由于地面上敬业的太空科学家进行了一些巧妙的远程维修工作，这些探测器继续向家里发送无线电信号明信片，告诉我们通往星际空间的道路。
“先锋10号”于1972年3月2日发射，前往木星进行考察。为了庆祝它30岁的生日，科学家们向这艘退役的航天器发送了一个特殊的信号。在穿越了74亿英里，经过22个小时后，“先锋10号”的回应清晰响亮地传了回来——其功率相当于一个夜灯。但是，如果没有仔细的远程控制操作，“先锋号”最近发送的消息很可能在太空中丢失。
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黑暗中的机动
在太空运行了二十五年半之后，“先锋10号”的天线已经偏离了目标点。1997年，美国宇航局的研究人员意识到，他们需要将天线重新指向地球，以保持与航天器的联系。但是，瞄准过程存在永久性使“先锋10号”静音的风险。为了获得足够的操作功率，“先锋10号”的发射器不得不关闭。“我们担心，在太空深处的寒冷环境中关闭发射器的行波管，然后再重新打开，会引起热冲击，可能会震碎管中的螺旋线[对于传输至关重要的组件]，”美国宇航局艾姆斯研究中心的“先锋号”项目经理拉里·拉舍解释说。但是，“这艘坚固的航天器在盲操作的情况下成功执行了90分钟的[机动]程序，”他说。
对于最初仅计划进行为期21个月的木星任务的航天器来说，这还不错。“先锋10号”要到达这颗巨大的行星，首先必须穿越（当时）看似无法穿透的小行星带。在1960年代，当“先锋号”的任务正在规划时，已经确定了3000多个大型小行星的轨道，因此可以避免，但是仍然认为小行星带中的微小颗粒会构成重大威胁。科学家们无法估计多次碰撞后可能会严重损坏航天器的颗粒大小颗粒的数量。“只有去那里才能正确评估危险，”旅行者号和尤利西斯号项目经理埃德·B·马西说，他描述了后来的任务对“先锋号”的欠债。“当‘先锋号’成功穿越小行星带时，它已经证明了不存在足够伤害航天器的小碎片浓度。”
经过三十年，“先锋10号”为所有未来的航天器开辟了一条穿越小行星带的道路，拍摄了第一批木星及其卫星的特写图像，然后驶出了太阳系，该航天器于1997年正式退役。但是，正如拉舍指出的那样，“退休后的‘先锋10号’仍然作为一种有价值的太空资源为公众服务，而无需纳税人额外付费。” 它已被用于培训航天器控制员的跟踪站协议，并继续被跟踪作为通信技术研究的一部分。
黑暗边缘
“先锋10号”还继续研究其早期发现提出的一个难题：太阳影响的边缘到底在哪里？根据拉舍的说法，最初的“先锋号”任务提出的最大惊喜之一是太阳风的持续存在，这是从太阳辐射出的带电粒子流。在“先锋号”之前，人们认为太阳风的影响会延伸到木星；但即使现在，“先锋号”的距离为75亿英里，它仍然没有逃脱太阳的长臂。
这个难以捉摸的边缘被称为日球层顶边界，在这里，太阳风的压力与宇宙射线的星际风的压力相等。人们认为，在它之前是终端激波，太阳风从超音速突然减速至亚音速流。“先锋号”的盖革管望远镜应该能够通过测量宇宙射线计数增加来定位边界。
但是，在经历了充满戏剧性首创的历史之后，“先锋10号”将不得不满足于在这场马拉松比赛中获得亚军。最有可能第一个遇到星际空间的将是最近发射的“旅行者1号”航天器，它本身也是一位功成名就的长跑选手。
前往木星及更远的地方
“旅行者1号”今年也迎来了一个重要的生日，即2002年9月5日满25岁，“旅行者1号”在1998年2月超越了“先锋号”，成为最远的人造物体。像它的先驱表亲一样，“旅行者1号”不顾一切，生存的时间是其最初四年任务长度的六倍以上。
“旅行者1号”和“旅行者2号”于1977年出发，前往木星及更远的地方。时机的选择利用了每175年发生一次的罕见的行星排列，这使得可以对木星、土星、天王星和海王星进行一次经济之旅。为了节省燃料重量，这两个航天器都采用了“弹弓”方法，利用经过的每个行星的引力来弯曲飞行路径并提高速度。紧随“先锋10号”的脚步，“旅行者1号”在开始其星际任务之前前往了木星和土星，而“旅行者2号”则进行了完整的四行星之旅。这两艘“旅行者号”在地球以外的木星卫星“艾奥”上发现了火山活动的首个迹象，并发现土星的大气层几乎完全由氢和氦组成。
“旅行者号”的寿命可以部分归因于在“先锋10号”和“先锋11号”任务反馈后进行的最后时刻的设计更改。（“先锋11号”的任务也在飞过木星后结束，其最后一次传输于1995年9月30日收到。）“‘先锋号’发现木星的辐射带比预期的要强得多，而‘旅行者号’虽然比‘先锋号’更复杂，但也更容易受到攻击，”马西解释说。“必须找到能够承受强烈辐射的光学玻璃和电子元件，并且必须修改仪器和其他空间子系统。”
还必须感谢原始设计团队在为潜在的任务扩展做准备时的远见。每个航天器都装有车载备用系统，如果需要，可以从地面激活。在2002年4月，当“旅行者1号”的定位能力受到威胁时，该团队不得不求助于其中一个备用系统，在这个过程中创造了最遥远航天器维护的新纪录。“我们正在切换到一个已经使用了20年的系统，虽然我们感到有信心，但我们并不确定它是否会起作用，”马西说。在一次临时切换过程中，机载计算机对航天器的位置感到困惑，误将太阳当成了地球，几乎导致与地面的通信中断。该团队不得不指示“旅行者1号”在最终切换过程中尝试使用陀螺仪保持稳定，因为它不能依赖其计算机太阳位置传感器。“在切换之后，只有大约15分钟的时间来分析数据，并决定是否继续进行永久切换，”马西说。但是，该团队相信过渡是成功的，今天，“旅行者1号”的备用系统运转得像25年前的原始系统一样顺畅。
现在，两艘“旅行者号”也在前往日球层顶。凭借比“先锋号”更精密的仪器，它们可用于研究不受太阳风影响的区域中的星际场、粒子和波。然而，为了理解接收到的数据，科学家们必须清楚地了解太阳风如何调节银河宇宙射线。还有谁比“IMP-8号”更适合寻求建议呢？“IMP-8号”是一艘在收集长期太阳过程数据方面拥有近30年经验的航天器。
关于本土前线
“IMP-8号”是星际监测平台（IMP）系列中的最后一艘，于1973年10月26日发射进入轨道，以检查太阳风。先前的IMP寿命最长为六年，通常在航天器屈服于大气阻力时结束。被送入比其同胞更高的轨道——几乎是到月球距离的三分之二——“IMP-8号”被标记为工作寿命为五到十年。相反，这艘小型鼓形航天器，直径135.6厘米，高157.4厘米，在2001年暂时退役之前，进行了28年的活跃服务。
美国宇航局戈达德太空飞行中心的科学家们为“IMP-8号”安装了太阳能电池板，使其能够在电池耗尽后继续执行任务。然而，它在前进道路上遇到的其他挫折，例如其传输频率的最终过时，更难预测和解决。
IMP-8 没有配备机载磁带录音机；相反，它以每秒 6,000 比特的速度将数据传输回地球。这种持续不断的数据流对于理解长期的太阳活动过程至关重要；超过一千篇科学论文引用了 IMP 的研究结果。然而，由于没有磁带录音机，因此必须在地面上有足够的覆盖范围来接收航天器的信号，这些信号是以日益过时的甚高频（VHF）频率广播的。自 1974 年以来一直担任 IMP-8 项目科学家的约瑟夫·H·金发现自己正在向所有他认为能够支持甚高频捕获的人寻求帮助。“在 1980 年代初，一位欧洲航天局（ESA）的科学家访问了戈达德，我请他帮忙。结果，位于比利时雷杜的欧空局地面站捕获了大约 16 年的 IMP 数据，”金说。“另一个例子是，大约在 1994 年，我们在戈达德‘趣味跑’结束后冷却时，我问了一位戈达德太空飞行中心（GSFC）的工程师。他参与了 NASA/NSF（美国国家科学基金会）在南极的臭氧项目。然后他在麦克默多海峡建造了一个专门用于接收 IMP 信号的天线，该天线运行了两到三年，然后在澳大利亚堪培拉被复制。” 具有讽刺意味的是，除了位于弗吉尼亚州沃洛普斯岛的“常规”NASA地面站外，在雷杜和堪培拉的临时地面站的帮助下，IMP 在其原始任务结束时，覆盖范围比前十年还要广。
美国国家航空航天局（NASA）在 2001 年 IMP-8 发射 28 周年之际正式停止接收其信号，此前其用于研究磁场的磁力计发生故障。但是，这架坚韧的小型 IMP 继续在其 12.5 天的地球轨道上运行并发送信号，与此同时，科学家们游说 NASA 继续将 IMP-8 用作宇宙射线监测器。为了表彰它的坚持不懈，三个月后 IMP-8 被再次启用，为当前的旅行者号任务提供支持。科学家们可以将 IMP 近地太阳等离子体和高能粒子数据与旅行者号的数据结合使用，以评估当粒子被带到旅行者号的距离时太阳风条件的变化。
NASA 计划让 IMP-8 以这种辅助角色运行到 2005 年。与此同时，“旅行者 1 号”和“旅行者 2 号”的计划更长远；它们的放射性电源应该能够让它们至少运行到 2020 年。“先锋 10 号”呢？它正朝着大约两百万年才能到达的金牛座星座前进。“先锋 10 号”、“旅行者”双星和 IMP-8 都表明，你无法阻止一艘优秀的航天器继续工作。
泽娅·梅拉利在罗德岛州普罗维登斯工作。